面试官：说说闭包吧。我：那还要从作用域说起

站长

2024年03月23日 19:24 · 阅读数 6

前言

面试中经常会问及闭包，以及在实际开发过程中我们也接触过很多闭包，为了更好的解闭包、使用闭包，全面的了解闭包的过往今来还是很有必要的。

为了更全面的分析闭包，我们在上一章学习了执行上下文的相关知识，有了一定的知识储备后，再来看本篇的作用域和闭包，或许能给你带来不一样的思考。

本文为面试专题闭包相关之作用域与闭包。

作用域

简单来说，作用域指程序中定义变量的区域，它决定了当前执行代码对变量的访问权限。

JavaScript 中大部分情况下，只有两种作用域类型🤓：

全局作用域：全局作用域为程序的最外层作用域，一直存在。
函数作用域：函数作用域只有函数被定义时才会创建，包含在父级函数作用域 / 全局作用域内。

/* 全局作用域 开始 */
var a = 1;

function fn () { /* fn 函数作用域 开始 */
  var a = 2;
  console.log(a);
}                  /* fn 函数作用域 结束 */

fn(); // => 2

console.log(a); // => 1
/* 全局作用域 结束 */

作用域链

从刚才的用列中我们发现，函数是能够从自己内部作用域中找到变量a的；对于在函数内部没有找到变量的情况是怎样的？

/* 全局作用域 开始 */
var a = 1
var b = 2

function fn(){  /* fn 函数作用域 开始 */
    var c = 3
    console.log(a + b + c) // 6
}              /* fn 函数作用域 结束 */
/* 全局作用域 结束 */

我们可以发现的是，函数在内部未找到变量 a、b 时，它会从所在的上级作用域查找。

这看起来有点像集合的包含概念，本地作用域 => 父级作用域 => 全局作用域

找到目标直接返回，否则会一直向上查找，而这就是所谓的作用域链。

👀注：函数参数是在函数作用域中的

function fn(a){ console.log(a) } 这里的 a 是属于函数 fn 的作用域中的

块级作用域

简单来说，花括号内 {...} 的区域就是块级作用域区域。

👀注：JavaScript 不是原生支持块级作用域的

ES6标准之后let、const创建的为块级作用域

测试代码：

if (true) {
  var a = 1;
}
console.log(a); // 1

if (true) {
  let a = 1;
}
console.log(a); // ReferenceError

词法作用域

在了解了作用域和作用域链之后，我们继续分析动态作用域和静态作用域。

先看个用例，然后简单思考下，JavaScript使用的是哪种？

var value = 1;

function foo() {
    console.log(value);
}

function bar() {
    var value = 2;
    foo();
}

bar();

// 结果是 ???

先说结果，打印值是 1

再说结论，JavaScript是采用词法作用域的，与之相对的是动态作用域（bash是动态的）。

词法作用域，也被称为 “静态作用域”，意味着函数被定义的时候，它的作用域就已经确定了，和拿到哪里执行没有关系。
这就意味着函数的执行依赖于函数定义的时候所产生（而不是函数调用的时候产生的）的变量作用域。

核心就是: 函数的作用域在函数定义的时候就决定了。

为了去实现这种词法作用域，JavaScript函数对象的内部状态不仅包含函数逻辑的代码，除此之外还包含当前作用域链的引用。函数对象可以通过这个作用域链相互关联起来，如此，函数体内部的变量都可以保存在函数的作用域内，这在计算机的文献中被称之为闭包。

严格意义上所有的函数都是闭包😮。

需要注意的是：我们常常所说的闭包指的是让外部函数访问到内部的变量，也就是说，按照一般的做法，是使内部函数返回一个函数，然后操作其中的变量。这样做的话一是可以读取函数内部的变量，二是可以让这些变量的值始终保存在内存中。

闭包

在前面我们说到了，函数是可以向外查找父作用域的变量，而不能向内查找子函数作用域内的变量，这是不允许的。我们调整下代码：

/* 全局作用域 开始 */
var a = 1
var b = 2

function fn(){  /* fn 函数作用域 开始 */
    var c = 3
    
    console.log(c + d)
    function foo() {  /* foo 函数作用域 开始 */
        var d = 4 
    }                 /* foo 函数作用域 结束 */
}              /* fn 函数作用域 结束 */
/* 全局作用域 结束 */

如果你尝试了，控制台会输出 Uncaught ReferenceError: d is not defined 这样一个错误。

现在我们再来看一下什么是闭包？

闭包是指有权访问另一个函数作用域中变量的函数，创建闭包的最常见的方式就是在一个函数内创建另一个函数，创建的函数可以访问到当前函数的局部变量。

也可以这样理解，闭包就是函数内部定义的函数，被返回了出去并在外部调用。

这样看，闭包的这种变体是不是就相当于，可以从外部获取一个函数内部的变量信息

👀注意：这里是一个类比。

不过也正是因为闭包的这种特性，才极大的丰富了开发人员的编码方式。

闭包有两个常用的用途：

创建私有变量：闭包使我们在函数外部能够访问到函数内部的变量，使用闭包，可以在外部调用闭包函数，从而在外部访问到函数内部的变量
保留变量对象在内存中：使已经运行结束的函数上下文中的变量对象继续留在内存中，因为闭包函数保留了这个变量对象的引用，所以这个变量对象不会被回收。

function foo() {
  var a = 2;

  function bar() {
    console.log( a );
  }

  return bar;
}

var baz = foo();

baz(); // 这就形成了一个闭包

认识到指针的作用，foo()的执行结果 bar函数被返回赋值给了 baz，这时虽然 baz在作用域之外，但是指针还是指向的 bar，因此哪怕它位于 foo 作用域之外，它还是能够获取到 foo 的内部变量。

垃圾回收机制

先了解下GC是什么？GC是Garbage Collection的缩写，意为垃圾回收。

与C语言和C++不同，因为没有GC，需要程序员手动管理内存；Java、JavaScript等高级语言是带有GC的， JavaScript的GC是工作在V8引擎内部的，不需要用户手动管理。

一般常用的GC算法有：标记清除、引用计数法。因为引用计数算法的循环引用问题的存在，现代浏览器中主要使用的是标记清除算法。

标记清除算法是先把所有活动对象做上标记，在清除阶段的时候回收没有打上标记的对象。

GC标记类似一个定时任务，它会在下次执行的时候回收不再被标记（不再使用）的内存。

内存泄露

是指当一块内存不再被应用程序使用的时候，由于某种原因，这块内存没有返还给操作系统或者内存池的现象。内存泄漏可能会导致应用程序卡顿或者崩溃。

回想下，在上一章中我们学习的执行上下文的销毁阶段是怎样的（创建阶段、执行阶段、销毁阶段）？

执行上下文是以执行栈的形式进行管理的，遵循后进先出（LIFO） ，全局作用域会一直存在栈的底部
引擎会执行那些执行上下文位于栈顶的函数。当该函数执行结束时，执行上下文从栈中弹出，控制流程到达当前栈中的下一个上下文。

也就是说，原本 foo 函数执行完之后，就应该弹出 foo 的执行栈，并销毁 foo 的执行上下文的。但是在闭包场景中， foo 内部的 bar 函数使用了 foo 作用域中的变量，形成了一个作用域链，导致 foo 函数不能释放。

再看下这个闭包：

function foo() {
  var a = 2;

  function bar() {
    console.log( a );
  }

  return bar;
}

var baz = foo();

baz(); // 这就形成了一个闭包

导致内存泄漏的行为操作：

全局变量的无意创建
闭包使用过度导致内存占用无法释放的情况
DOM 的事件绑定（移除 DOM 元素前如果忘记了注销掉其中绑定的事件方法，也会造成内存泄露）

解决方案：

使用严格模式
避免过度使用闭包。
关注 DOM 生命周期，在销毁阶段记得解绑相关事件（或者可以使用事件委托的手段统一处理事件，减少由于事件绑定带来的额外内存开销）

总结

JavaScript 语言层面只原生支持两种作用域类型：全局作用域 和 函数作用域
JavaScript不是原生支持块级作用域的，ES6标准之后let、const创建的为块级作用域
JavaScript是采用词法作用域的，函数的作用域在函数定义的时候就决定了，和拿到哪里执行没关系
闭包的本质是利用了作用域的机制，来达到外部作用域访问内部作用域的目的
过度使用闭包容易导致内存泄漏

交流

面试相关的文章及代码demo，后续打算在这个仓库（JS-banana/interview: 面试不完全指北 (github.com)）进行维护，欢迎✨star，提建议，一起进步~