从理论角度讨论JavaScript闭包(2)

这样就会产生冲突。比方说,即使Z仍然存在(与之前从堆栈中移除变量的例子相反),还是会有这样一个问题: 在不同的函数调用中,Z的值到底取哪个呢(从哪个上下文,哪个作用域中查询)?

上述描述的就是两类 funArg问题 —— 取决于是否将函数以返回值返回(第一类问题)以及是否将函数当函数参数使用(第二类问题)。

为了解决上述问题,就引入了 闭包的概念。下面重点来了,闭包的面纱就此揭开。

闭包

闭包是代码块和创建该代码块的上下文中数据的结合。

让我们来看下面这个例子:

var x = 20; function foo() { alert(x); // 自由变量 "x" == 20 } // foo的闭包 fooClosure = { call: foo // 对函数的引用 lexicalEnvironment: {x: 20} // 查询自由变量的上下文 };

上述例子中,“fooClosure”部分是伪代码。对应的,在ECMAScript中,“foo”函数已经有了一个内部属性——创建该函数上下文的作用域链。

这里“lexical”是不言而喻的,通常是省略的。上述例子中是为了强调在闭包创建的同时,上下文的数据就会保存起来。 当下次调用该函数的时候,自由变量就可以在保存的(闭包)上下文中找到了,正如上述代码所示,变量“z”的值总是10。

定义中我们使用的比较广义的词 —— “代码块”,然而,通常(在ECMAScript中)会使用我们经常用到的函数。 当然了,并不是所有对闭包的实现都会将闭包和函数绑在一起,比方说,在Ruby语言中,闭包就有可能是: 一个程序对象(procedure object), 一个lambda表达式或者是代码块。

对于要实现将局部变量在上下文销毁后仍然保存下来,基于堆栈的实现显然是不适用的(因为与基于堆栈的结构相矛盾)。 因此在这种情况下,上层作用域的闭包数据是通过 动态分配内存的方式来实现的(基于“堆”的实现),配合使用垃圾回收器(garbage collector简称GC)和 引用计数(reference counting)。 这种实现方式比基于堆栈的实现性能要低,然而,任何一种实现总是可以优化的: 可以分析函数是否使用了自由变量,函数式参数或者函数式值,然后根据情况来决定 —— 是将数据存放在堆栈中还是堆中。

ECMAScript闭包的实现

讨论完理论部分,接下来让我们来介绍下ECMAScript中闭包究竟是如何实现的。 这里还是有必要再次强调下:ECMAScript只使用静态(词法)作用域(而诸如Perl这样的语言,既可以使用静态作用域也可以使用动态作用域进行变量声明)。

var x = 10; function foo() { alert(x); } (function (funArg) { var x = 20; // funArg的变量 "x" 是静态保存的,在该函数创建的时候就保存了 funArg(); // 10, 而不是 20 })(foo);

从技术角度来说,创建该函数的上层上下文的数据是保存在函数的内部属性[[Scope]]中的。如果你对[[Scope]]和作用域链的知识完全理解了的话,那对闭包也就完全理解了。

根据函数创建的算法,我们看到 在ECMAScript中,所有的函数都是闭包,因为它们都是在创建的时候就保存了上层上下文的作用域链(除开异常的情况) (不管这个函数后续是否会激活 —— [[Scope]]在函数创建的时候就有了):

var x = 10; function foo() { alert(x); } // foo is a closure foo: FunctionObject = { [[Call]]: code block of foo, [[Scope]]: [ global: { x: 10 } ], ... // other properties };

正如此前提到过的,出于优化的目的,当函数不使用自由变量的时候,实现层可能就不会保存上层作用域链。 然而,ECMAScript-262-3标准中并未对此作任何说明;因此,严格来说 —— 所有函数都会在创建的时候将上层作用域链保存在[[Scope]]中。

“万能”的[[Scope]]

这里不得不说JavaScript的作用域链

这里还要注意的是:在ECMAScript中,同一个上下文中创建的闭包是共用一个[[Scope]]属性的。 也就是说,某个闭包对其中的变量做修改会影响到其他闭包对其变量的读取:

var firstClosure; var secondClosure; function foo() { var x = 1; firstClosure = function () { return ++x; }; secondClosure = function () { return --x; }; x = 2; // 对AO["x"]产生了影响, 其值在两个闭包的[[Scope]]中 alert(firstClosure()); // 3, 通过 firstClosure.[[Scope]] } foo(); alert(firstClosure()); // 4 alert(secondClosure()); // 3

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