javascript中闭包closure的深入讲解

简介

闭包closure是javascript中一个非常强大的功能。所谓闭包就是函数中的函数，内部函数可以访问外部函数的作用域范围，从而可以使用闭包来做一些比较强大的工作。

今天将会给大家详细介绍一下闭包。

函数中的函数

我们提到了函数中的函数可以访问父函数作用域范围的变量，我们看一个例子：

function parentFunction() {
 var address = 'flydean.com'; 
 function alertAddress() { 
 alert(address); 
 }
 alertAddress();
}
parentFunction();

上面的例子中，我们在parentFunction中定义了一个变量address，在parentFunction内部定义了一个alertAddress方法，在该方法内部访问外部函数中定义的address变量。

上面代码运行是没问题的，可以正确的访问到数据。

Closure闭包

函数中的函数有了，那么什么是闭包呢？

我们看下面的例子：

function parentFunction() {
 var address = 'flydean.com'; 
 function alertAddress() { 
 alert(address); 
 }
 return alertAddress;
}
var myFunc = parentFunction();
myFunc();

这个例子和第一个例子很类似，不同之处就是我们将内部函数返回了，并且赋值给了myFunc。

接下来我们直接调用了myFunc。

myFunc中访问了parentFunction中的address变量，虽然parentFunction已经执行完毕返回。

但是我们在调用myFunc的时候，任然可以访问到address变量。这就是闭包。

闭包的这个特性非常拥有，我们可以使用闭包来生成function factory,如下所示：

function makeAdder(x) {
 return function(y) {
 return x + y;
 };
}

var add5 = makeAdder(5);
var add10 = makeAdder(10);

console.log(add5(2)); // 7
console.log(add10(2)); // 12

其中add5和add10都是闭包，他们是由makeAdder这个function factory创建出来的。通过传递不同的x参数，我们得到了不同的基数的add方法。

最终生成了两个不同的add方法。

使用function factory的概念，我们可以考虑一个闭包的实际应用，比如我们在页面上有三个button，通过点击这些button可实现修改字体的功能。

我们可以先通过function factory来生成三个方法：

function makeSizer(size) {
 return function() {
 document.body.style.fontSize = size + 'px';
 };
}

var size12 = makeSizer(12);
var size14 = makeSizer(14);
var size16 = makeSizer(16);

有了这三个方法，我们把DOM元素和callback方法绑定起来：

document.getElementById('size-12').onclick = size12;
document.getElementById('size-14').onclick = size14;
document.getElementById('size-16').onclick = size16;

使用闭包实现private方法

对比java来说，java中有private访问描述符，通过private，我们可以指定方法只在class内部访问。

当然，在JS中并没有这个东西，但是我们可以使用闭包来达到同样的效果。

var counter = (function() {
 var privateCounter = 0;
 function changeBy(val) {
 privateCounter += val;
 }

 return {
 increment: function() {
  changeBy(1);
 },

 decrement: function() {
  changeBy(-1);
 },

 value: function() {
  return privateCounter;
 }
 };
})();

console.log(counter.value()); // 0.

counter.increment();
counter.increment();
console.log(counter.value()); // 2.

counter.decrement();
console.log(counter.value()); // 1.

我们在父function中定义了privateCounter属性和changeBy方法，但是这些方法只能够在内部function中访问。

我们通过闭包的概念，将这些属性和方法封装起来，暴露给外部使用，最终达到了私有变量和方法封装的效果。

闭包的Scope Chain

对于每个闭包来说，都有一个作用域范围，包括函数本身的作用域，父函数的作用域和全局的作用域。

如果我们在函数内部嵌入了新的函数，那么就会形成一个作用域链，我们叫做scope chain。

看下面的一个例子：

// global scope
var e = 10;
function sum(a){
 return function(b){
 return function(c){
  // outer functions scope
  return function(d){
  // local scope
  return a + b + c + d + e;
  }
 }
 }
}

console.log(sum(1)(2)(3)(4)); // log 20

闭包常见的问题

第一个常见的问题就是在循环遍历中使用闭包，我们看一个例子：

function showHelp(help) {
 document.getElementById('help').innerHTML = help;
}

function setupHelp() {
 var helpText = [
  {'id': 'email', 'help': 'Your e-mail address'},
  {'id': 'name', 'help': 'Your full name'},
  {'id': 'age', 'help': 'Your age (you must be over 16)'}
 ];

 for (var i = 0; i < helpText.length; i++) {
 var item = helpText[i];
 document.getElementById(item.id).onfocus = function() {
  showHelp(item.help);
 }
 }
}

setupHelp();

上面的例子中，我们创建了一个setupHelp函数，setupHelp中，onfocus方法被赋予了一个闭包，所以闭包中的item可以访问到外部function中定义的item变量。

因为在循环里面赋值，所以我们实际上创建了3个闭包，但是这3个闭包共享的是同一个外部函数的作用域范围。

我们的本意是，不同的id触发不同的help消息。但是如果我们真正执行就会发现，不管是哪一个id，最终的消息都是最后一个。

因为onfocus是在闭包创建完毕之后才会触发，这个时候item的值实际上是变化的，在循环结束之后，item的值已经指向了最后一个元素，所以全部显示的是最后一条数据的help消息。

怎么解决这个问题呢？

最简单的办法使用ES6中引入的let描述符，从而将item定义为block的作用域范围，每次循环都会创建一个新的item，从而保持闭包中的item的值不变。

 for (let i = 0; i < helpText.length; i++) {
 let item = helpText[i];
 document.getElementById(item.id).onfocus = function() {
  showHelp(item.help);
 }
 }

还有一种方法，就是再创建一个闭包：

function makeHelpCallback(help) {
 return function() {
 showHelp(help);
 };
}

 for (var i = 0; i < helpText.length; i++) {
 var item = helpText[i];
 document.getElementById(item.id).onfocus = makeHelpCallback(item.help);
 }

这里用到了之前我们提到的function factory的概念，我们为不同的闭包创建了不同的作用域环境。

还有一种方法就是将item包含在一个新的function作用域范围之内，从而每次创建都是新的item，这个和let的原理是相似的：

 for (var i = 0; i < helpText.length; i++) {
  (function() {
    var item = helpText[i];
    document.getElementById(item.id).onfocus = function() {
     showHelp(item.help);
    }
  })(); 
 }

第二个常见的问题就是内存泄露。

 function parentFunction(paramA)
 {
 var a = paramA;
 function childFunction()
 {
 return a + 2;
 }
 return childFunction();
 }

上面的例子中，childFunction引用了parentFunction的变量a。只要childFunction还在被使用，a就无法被释放，从而导致parentFunction无法被垃圾回收。

闭包性能的问题

我们定义了一个对象，并且通过闭包来访问其私有属性：

function MyObject(name, message) {
 this.name = name.toString();
 this.message = message.toString();
 this.getName = function() {
  return this.name;
 };

 this.getMessage = function() {
  return this.message;
 };
}

上面的对象会有什么问题呢？

上面对象的问题就在于，对于每一个new出来的对象，getName和getMessage方法都会被复制一份，一方面是内容的冗余，另一方面是性能的影响。

通常来说，我们将对象的方法定义在prototype上面：

function MyObject(name, message) {
 this.name = name.toString();
 this.message = message.toString();
}
MyObject.prototype.getName = function() {
 return this.name;
};
MyObject.prototype.getMessage = function() {
 return this.message;
};

注意，我们不要直接重写整个prototype，这样会导致未知的错误，我们只需要根据需要重写特定的方法即可。