JavaScript中的闭包(Closure)详细介绍

闭包是JavaScript中一个重要的特性，其最大的作用在于保存函数运行过程中的信息。在JavaScript中，闭包的诸多特性源自函数调用过程中的作用域链上。

函数调用对象与变量的作用域链

对于JavaScript中的每一次函数调用，JavaScript都会创建一个局部对象以储存在该函数中定义的局部变量；如果在该函数内部还有一个嵌套定义的函数(nested function)，那么JavaScript会在已经定义的局部对象之上再定义一个嵌套局部对象。对于一个函数，其内部有多少层的嵌套函数定义，也就有多少层的嵌套局部对象。该局部对象称为“函数调用对象”(ECMAScript 3中的“call object”，ECMAScript 5中改名为“declarative environment record”，但个人认为还是ECMAScript 3中的名称更容易理解一些)。以下面的函数调用为例：

function f(x){

  var a = 10;

  return a*x;

}

console.log(f(6));//60

在这个简单的例子中，当调用f()函数时，JavaScript会创建一个f()函数的调用对象(姑且称之为f_invokeObj)，在f_invokeObj对象内部有两个属性：a和x；运行f()时，a值为10而x值为6，因此最后的返回结果为60。图示如下：

当存在函数嵌套时，JavaScript将创建多个函数调用对象：

function f(x){

  var a = 10;

  return a*g(x);

  function g(b){

    return b*b;

  }

}

console.log(f(6));//360

在这个例子中，当调用f()函数时，JavaScript会创建一个f()函数的调用对象(f_invokeObj)，其内部有两个属性a和x，a值为10而x值为6；运行f()时，JavaScript会对f()函数中的g()函数进行解析定义，并创建g()的调用对象(g_invokeObj)，其内部有一个属性b，b值与传入参数x相同为6，因此最后的返回结果为360。图示如下：

可以看到，函数调用对象形成了一条链。当内嵌函数g()运行，需要获取变量值的时候，会从最近的函数调用对象中开始进行搜索，如果无法搜索到，则沿函数调用对象链在更远的调用对象中进行搜寻，此即所谓的“变量的作用域链”。如果两个函数调用对象中出现相同的变量，则函数会取离自己最近的那个调用对象中的变量值：

function f(x){

  var a = 10;

  return a*g(x);

  function g(b){

    var a = 1;

    return b*b*a;

  }

}

console.log(f(6));//360, not 3600

在上面的例子中，g()函数的调用对象(g_invokeObj)和f()函数的调用对象(f_invokeObj)中均存在变量a且a的值不同，当运行g()函数时，在g()函数内部所使用的a值为1，而在g()函数外部所使用的a值则为10。图示此时的函数调用对象链如下：

什么是闭包？

在JavaScript中所有的函数(function)都是对象，而定义函数时都会产生相应的函数调用对象链，一次函数定义对应一个函数调用对象链。只要函数对象存在，相应的函数调用对象就存在；一旦某函数不再被使用，相应的函数调用对象就会被垃圾回收掉；而这种函数对象和函数调用对象链之间的一一组合，就称之为“闭包”。在上面f()函数和g()函数的例子中，就存在两个闭包：f()函数对象和f_invokeObj对象组成了一个闭包，而g()函数对象和g_invokeObj-f_invokeObj对象链一起组成了第二个闭包。当g()函数执行完毕后，由于g()函数不再被使用，因此g()闭包被垃圾回收了；之后，当f()函数执行完毕后，由于同样的原因，f()闭包也被垃圾回收了。

从闭包的定义可以得出结论：所有的JavaScript函数在定义后都是闭包 – 因为所有的函数都是对象，所有的函数在执行后也都有其对应的调用对象链。

不过，令闭包真正发挥作用的是嵌套函数的情况。由于内嵌函数是在外部函数运行的时候才开始定义的，因此内嵌函数的闭包中所保存的变量值(尤其是外部函数的局部变量值)是这次运行过程中的值。只要内嵌函数对象依然存在，那么其闭包就依然存在(闭包中的变量值不会发生任何改变)，从而也就实现了保存函数运行过程的信息这个目的。考虑以下这个例子：

var a = "outside";

function f(){

  var a = "inside";

  function g(){return a;}

  return g;

}

var result = f();

console.log(result());//inside

在这个例子中，当运行f()函数时，g()函数被定义，同时创建了g()函数的闭包，g()闭包包含了g_invokeObj-f_invokeObj对象链，因此保存了f()函数执行过程中的变量a的值。当执行console.log()语句时，由于g函数对象仍然存在，因此g()闭包也依然存在；当运行这个仍然存在的g函数对象时，JavaScript会使用依然存在的g()闭包并从中获取变量a的值(“inside”)。