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深入理解JavaScript二由一道题来思考闭包

概念

闭包就是指有权访问另一个函数作用域中的变量的函数

    <!DOCTYPE html>
    <html lang="en">
    <head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title> 点击 li 标签弹出对应数字 </title>
    </head>
    <body>
    <ul>
        <li>0</li>
        <li>1</li>
        <li>2</li>
        <li>3</li>
    </ul>
    <script>
        var list = document.getElementsByTagName('li');
        for(var i = 0;i < list.length;i++){list[i].onclick = function(){alert(i);
         }
    </script>
    </body>
    </html>

如上题,最为常见的一个例子,这里解释由这道题引出的 js 知识点,如上我们知道在浏览器运行无论点击哪个 li 标签都是弹出 3, 首先来理解为什么会弹出 3。

程序通过 for 循环给每个 li 标签绑定了事件,然后通过点击 li 标签触发方法,即执行 alert(i)。js 中有个作用域链查找机制,首先会在 onclick 返回的函数作用域查找 i 变量的值,找不到则往上一层找 i,上一层即是 window 全局作用域,即找到全局变量 i,即 for 循环定义的 i。

注意 for 循环的 i 并不是私有变量,而是全局变量。

js 中所有的事件绑定都是异步编程
当前这件事件没有彻底完成,不再等待,继续执行下面的任务)

当绑定 onclick 事件后,不需要等待执行,继续执行下一个循环任务,所以当我们点击执行方法的时候,循环早已结束, 即是最后 i =3。故程序执行后全局变量 i 被循环执行后赋值为最终的 3,所以当点击的时候,外层循环已经结束,页面加载完成预示着 js 代码都已经执行完成,即执行 alert(i)时,由于 i 不是私有变量,便会找到上一级 window 作用域全局的 i,所以无论点击哪个 li 标签都是弹出 3

为什么要用闭包

那么,解决这个问题的缘由,在于 i 每次在页面加载完就赋值为 3,alert(i)的时候总是找到全局变量 i。在 ES5 传统语法中,能形成作用域的只有全局和函数,现在每次 i 找的都是全局,那么要保住 i 的值只能在全局和 onclick 返回函数的作用域中间再加一个小的私有作用域,即使大的作用域外再加一个小的作用域,这样 i 往上一层作用域查找时,就会获取小作用域的 i 的值,而不会去获取全局变量的 i 值。

这个思路解决问题就需要引入闭包,在这个理解上闭包是指函数变量可以保存在函数作用域内,因此看起来是函数将变量“包裹”了起来。于是,代码改成:

for(var i = 0;i < list.length;i++){list[i].onclick = (function(n){// 形参 n
        //=> 让自执行函数执行, 把执行的返回值 (return) 赋值给 onclick
        //(此处 onclick 绑定的是返回的小函数,点击的时候执行的是小函数),
        // 自执行函数在给事件赋值的时候就已经执行了
        // 自执行函数形成一个私有作用域
        var i = n;
        return function(){alert(i);
        }
    })(i);// 传入实参 i
}

循环三次,形成三个不销毁的私有作用域(自执行函数执行),而每一个不销毁的栈内存中都存储了一个私有变量 i,而这个值分别是每一次执行传递进来的全局 i 的值(也就是:第一个不销毁的作用域存储的是 0,第二个是 1,第三个是 2,第四个是 3);当点击的时候,执行返回的小函数,遇到变量 i,向它自己的上级作用域查找。这样就达到了我们需要的效果,这种闭包实现,也可以有另一种写法。

/* 原理同法二都是形成三个不销毁的私有作用域, 分别存储需要的索引值 */
for(var i = 0;i < list.length;i++){(function(n){list[n].onclick = function(){alert(n);
        } 
    })(i)
}

对于初始的代码,如果说为什么不能实现,那原因就可归纳为:

1. 执行方法, 形成一个私有的栈内存, 遇到变量 i,i 不是私有变量, 向上一级作用域查找(上级作用域 window)
2. 所有的事件绑定都是异步编程, 绑定事件后, 不需要等待执行, 继续执行下一个循环任务, 所以当我们点击执行方法的时候, 循环早已结束(让全局的 i 等于循环最后的结果 3)

ES6 语法的解决方式

在 ES6 中,解决这种问题只需要一个 let 变量,ES6 中才有块级作用域(类似于私有作用域)的概念

for(let i = 0;i < list.length;i++){list[i].onclick = function(){alert(i);
    }
}

闭包对内存的影响

从上面可知,每次 for 都会形成一个私有作用域,每个都里面保存的变量 i 的值,程序运行后这些作用域并不会被销毁,所以由于闭包会携带包含它的函数的作用域,所以会比其他函数占用更多内容,过度使用闭包会导致内存占用过多。

在真实项目中为了保证 JS 的性能(堆栈内存的性能优化),应该尽可能的减少闭包的使用(不销毁的堆栈内存是耗性能的)

堆内存和栈内存的释放

这里又要提到一个知识点,js 中存储方式的分类:

JS 中的内存分为堆内存和栈内存
堆内存:存储引用数据类型值(对象:键值对 函数:代码字符串)
栈内存:提供 JS 代码执行的环境和存储基本类型值

粗暴理解 var 定义的变量存在栈内存中,如 for 循环中的 i 是存在栈内存中的;而函数,它是存在堆内存中

一般情况下,当函数执行完成,所形成的私有作用域(栈内存)都会自动释放掉(在栈内存中存储的值也都会释放掉),那为什么闭包的栈内存不会被自动释放掉,在 js 中也有特殊不被销毁的情况:

1. 函数执行完成,当前形成的栈内存中,某些内容被栈内存以外的变量占用了,此时栈内存不能释放(一旦释放外面找不到原有的内容了)
2. 全局栈内存只有在页面关闭的时候才会被释放掉

闭包则是属于第一种情况,onclick 函数形成的栈内存,被小函数【alert(i),i 找到 onclick 作用域获取 i 值】占用了 onclick 函数的栈内存(变量 i 是存在栈内存中),故此时栈内存不能被释放,故闭包过度使用容易导致内存被占用过多,因为不会自动释放内存。

堆内存的释放

堆内存让所有引用堆内存空间地址的变量赋值为 null 即可(没有变量占用这个堆内存了,浏览器会在空闲的时候把它释放掉)

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