JS 总结之闭包

[KaronAmI]

从《JS 总结之函数、作用域链》一文中知道作用域链的作用，保证了对所有变量对象的有序访问。

👩‍🎨‍ 问题

函数外的是无法访问函数内部的变量，有时候要用到怎么办？我们的主角，闭包就是可以解决这个问题。

👷 什么是闭包

引用 MDN 上的解释：

闭包是函数和声明该函数的词法环境的组合。

引用 《JavaScript 高级程序设计（第 3 版）》上的解释：

闭包是指有权访问另一个函数作用域中的变量的函数。

🐳 相同点

这两个解释都在说着同一件事，闭包能访问声明时函数所在的环境中的变量和函数。

那具体是因为什么才会让闭包访问到环境中的变量和函数，这得靠两兄弟：变量对象和作用域链。

变量对象

当执行函数的时候，会创建和初始化一个函数执行环境，在函数执行环境中，全局执行环境的变量对象（Variable Object，缩写为 VO）不能直接访问，此时由激活对象（Activation Object,缩写为 AO）扮演 VO 的角色。

变量对象专门用来梳理和记住这些变量和函数，是作用域链形成的前置条件 。但我们无法直接使用这个变量对象，该对象主要是给 JS 引擎使用的。具体可以查看《JS 总结之变量对象》。

变量对象就相当于一个存放的仓库，获取到里面的东西，还得需要去获取这些的路径，这就是作用域链的事情了。

作用域链

然而，光有变量对象可完成不了闭包的形成，怎样才能让函数访问到，这得靠作用域链，作用域链的作用就是让函数找到变量对象里面的变量和函数。具体可以查看《JS 总结之函数、作用域链》

🐬 不同点

虽然都是讲闭包，但 MDN 上面讲的是声明该函数的词法环境，而 JS 高程讲的是访问另一个函数作用域中，从解释上的不同，闭包便有了理论中的闭包（ MDN ）和实践中的闭包（ JS 高程）之分。

🕵 理论中的闭包

根据 MDN 的解释写个例子：

var a = 1
function fn() {
  console.log(a)
}
fn()

函数 fn 和函数 fn 的词法作用域构成了一个闭包。但是这不是普通的函数吗？

在《JavaScript 权威指南》中也得到证实:

从技术的角度讲，所有 JavaScript 函数都是闭包

👨‍💻‍ 实践中的闭包

汤姆大叔翻译的文章中讲，实践中的闭包需要满足以下两个条件：

1. 即使创建它的上下文已经销毁，它仍然存在（比如，内部函数从父函数中返回）
2. 在代码中引用了自由变量

什么是上下文？即函数的执行环境。

什么是自由变量？即函数的词法作用域中的变量和函数，而不是函数本身的参数或者局部变量，或者说是所在函数的变量对象中的变量和函数。

这两点和 JS 高程中讲的闭包的解释不谋而合。

现在写个符合的例子：

function fn() {
  var a = 1
  function fn1() {
    console.log(a)
  }
  return fn1
}

var b = fn()
b()

当执行 b 的时候，创建它的执行环境 fn 早已经摧毁，但函数 b 还能访问到变量 a。

好吧，我有点乱！

要彻底明白这个是咋回事，要结合执行环境、活动变量和作用域链来看，让我们来看看这个例子的执行过程：

🍑 执行过程

1. 执行全局代码，创建全局执行环境 globalContext，将全局执行环境推入环境栈

环境栈 = [globalContext]

2. 初始化全局执行环境

globalContext = {
  VO: [global],
  Scope: [globalContext.VO],
  this: globalContext.VO
}

3. 初始化的同时，创建 fn 函数，复制 全局执行环境的作用域链 到 fn 的 [[scope]] 属性

fn.[[scope]] = [
  globalContext.VO
]

4. 执行 fn 函数，创建 fn 的执行环境 fnContext，并推入环境栈

环境栈 = [fnContext, globalContext]

5. 初始化 fnContext：

• 复制 fn 的 [[scope]] 创建 fn 作用域链
• 创建变量对象，初始化变量对象，加入形参，函数，变量等，由于是函数，变量对象为活动对象
• 将活动对象推入 fnContext 的 Scope 顶端

fnContext = {
  AO: {
    arguments: {},
    scope: undefined,
    fn1: reference to function fn1(){}
  },
  Scope: [AO, globalContext.VO],
  this: undefined
}

• 初始化同时，创建 fn1 函数，复制 fnContext 的作用域链 到 fn1 的 [[scope]] 属性

fn1.[[scope]] = [
  fnContext.AO, globalContext.VO
]

6. 执行完毕，推出 fnContext

环境栈 = [globalContext]

7. 执行函数 b，也就是被返回的 fn1，创建 fn1 的执行环境 fn1Context，并推入环境栈

环境栈 = [
  fn1Context，
  globalContext
]

8. 初始化 fn1Context：

• 复制 fn1 的 [[scope]] 创建 fn1 作用域链
• 创建变量对象，初始化变量对象，加入形参，函数，变量等，由于是函数，变量对象为活动对象
• 将活动对象推入 fn1Context 的 Scope 顶端

fn1Context = {
  AO: {
    arguments: {}
  },
  Scope: [AO, fnContext.AO, globalContext.VO],
  this: undefined
}

9. 执行完毕，推出 fn1Context

环境栈 = [globalContext]

🍓 柳暗花明

当执行函数 b 的时候，创建它的执行环境 fn 早已摧毁（步骤 6），只留下了它的活动变量 fnContext.AO 于内存中（步骤 5）：

fn1Context = {
  Scope: [AO, fnContext.AO, globalContext.VO]
}

fnContext.AO 存在 fn1 的作用域链中，所以能访问到fn1 的词法环境，这便形成了闭包。因此，闭包是变量对象和作用域链共同作用的结果。

🚀 参考

• 《闭包》 by MDN
• 《JavaScript 深入之执行上下文》 by 冴羽
• 《JavaScript 深入之闭包》 by 冴羽
• 《深入理解 JavaScript 系列（16）：闭包（Closures）》 by 汤姆大叔
• 《JavaScript 高级程序设计（第 3 版）》4.2 执行环境及作用域、7.2 闭包
• 《JavaScript 权威指南》8.6 闭包