探秘JavaScript闭包：解锁高级编程技巧的秘密

前言

闭包是JavaScript中一个重要的概念，它允许函数访问其创建时的作用域之外的变量。闭包在很多情况下都非常有用，包括封装私有变量、实现模块化、保存状态和创建高阶函数等。对于小白来说，闭包是js中很难的一个知识点，接下来，让我们一起深入学习闭包。

什么是闭包？

在js中，根据词法作用域的规则，内部函数总是可以访问其外部函数中声明的变量的，当内部函数被返回到外部函数之外时，即使外部函数执行结束了，但是内部函数引用了外部函数的变量，那么这些变量依旧会被保存在内存中，我们把这些变量的集合称为闭包。

让我们用代码来看看，什么是闭包。首先我们需要了解的是调用栈和预编译。

调用栈

用来管理函数调用关系的一种数据结构，当一个函数执行完毕以后，它的执行上下文就会出栈。

预编译

预编译发生在全局（三部曲）

创建GO 对象（Global Object）全局执行上下文
找有效标识符(变量声明)，将变量声明作为AO的属性名,值为undefined
在全局找函数声明,将函数名作为GO对象的属性名，值赋予函数体

预编译发生在函数执行之前（四部曲）

创建AO对象（Action Object）上下文对象记录函数中有哪些标识符
找有效标识符(形参和变量声明)，将变量声明和形参作为AO的属性名,值为undefined
将实参和形参值统一
在函数体内找函数声明,将函数名作为AO对象的属性名，值赋予函数体

理解闭包

接下来，我们结合调用栈，预编译，通过代码的画图来理解什么是闭包。

首先我们来看第一个例子

js 复制代码

showName()
console.log(myName); //undefined

var myName = "dante"

function showName(){
  console.log('周杰伦'); //周杰伦
}

上述代码中，当v8引擎在预编译的过程中，会先创建一个全局执行上下文存放到调用栈中，然后查找到一个标识符myName ，并赋值为undefined。查找到一个函数声明showName,值为function。在该函数执行前，创建一个函数上下文存放在调用栈中，并查找有效标识符，以及函数声明。上述代码调用栈中的执行上下文如所示：

预编译之后，代码从上到下执行，首先调用showName()这个函数，打印周杰伦后，被销毁出栈。执行console.log(myName)时，myName值为undefined，所以输出undefined，继续执行，将dante的值赋给myName。执行结束出栈。

现在我们来看如下一段代码，根据上面预编译和执行栈的规则来看看，会输出什么。

js 复制代码

function foo() {
  var myName = 'dante'
  let test1 = 1
  let test2 = 2
  var innerBar = {
    getName: function() {
      console.log(test1)
      return myName
    },
    setName: function(newName) {
      myName = newName
    }
  }
  return innerBar
}
var bar = foo()
bar.setName('杰伦')
console.log(bar.getName())

输出的结果是1，周杰伦。我们通过调用栈来理解一下，为什么是这个结果。

如图所示，首先全局上下文入栈，全局上下文变量环境中有函数体foo，变量bar，**outer = null（每个执行上下文中都有outer，其作用是指明当前词法作用域在哪）。**执行到16行代码时，foo执行上下文入栈，并执行foo中的代码后如上图所示，当foo执行完毕后，foo执行上下文出栈，接下来执行bar.setName(),setName执行上下文入栈，其变量环境中包含newName,以及outer。编译setName中的代码，发现变量myName在哪呢？无法找到，那为什么getName()可以输出周杰伦。

foo确实是出栈了，但是其留下了一个小背包，包含了test = 1， myName = 周杰伦,这个小背包就叫做闭包。

闭包的缺点

尽管JavaScript闭包是一个强大的功能，但它也有一些潜在的缺点，需要开发者注意：

内存占用：闭包会保留对外部函数的作用域的引用，这可能导致内存占用增加，特别是在创建大量闭包时。如果不小心处理闭包，可能会导致内存泄漏问题，因为被闭包引用的变量不会被垃圾回收。
性能开销：由于闭包涉及访问外部作用域，它们通常比普通函数调用要慢一些。这种性能开销在某些性能敏感的应用中可能会有所影响。
难以理解和调试：复杂的嵌套闭包结构可能难以理解和调试。追踪闭包中的变量引用和作用域链可能会导致代码维护困难。
变量共享：当多个闭包共享相同的外部变量时，可能会导致意外的行为，因为一个闭包的修改会影响其他闭包的状态。这可能会引发不可预测的错误。
过度使用：有些开发者可能过度使用闭包，导致不必要的复杂性和性能问题。在简单情况下，使用普通函数可能更合适。
可维护性问题：在复杂应用中，滥用闭包可能导致代码难以维护。正确使用闭包需要良好的代码组织和文档，以避免混乱和混乱的代码。

要避免这些潜在问题，开发者应当谨慎使用闭包，并确保了解它们的工作原理以及何时使用它们。使用适度的闭包来实现特定目标，同时注意内存管理和性能问题，可以减轻闭包带来的潜在缺点。

总结

JavaScript闭包（Closure）是一个重要概念，它包含了函数和其相关的词法环境，允许函数访问在其外部定义的变量。以下是对JavaScript闭包的总结：

定义：闭包是指函数和其包含的词法环境的组合，使函数能够访问外部作用域的变量。
工作原理：当函数定义时，它会创建一个闭包，保存了函数内部的代码和它所能访问的外部变量。这些外部变量在函数执行时仍然可用。
访问外部变量：闭包可以访问外部函数的局部变量，即使外部函数已经执行完成。这使得闭包可以"记住"外部环境的状态。
应用：
- 封装：使用闭包可以创建私有变量和函数，实现封装和模块化。
- 回调函数：常用于处理异步操作、事件处理和模块化开发，通过闭包可以传递函数和数据。
- 高阶函数：能够返回函数的函数，经常使用闭包来创建高阶函数。
内存管理：需要注意，闭包中的变量会一直保存在内存中，直到不再被引用。滥用闭包可能导致内存泄漏，因此需要小心处理。
实例：一个典型的闭包示例是将内部函数从外部函数返回，然后在外部函数执行后调用内部函数，它仍然可以访问外部函数的变量。