JavaScript 深入之闭包

JavaScript 深入之执行上下文

2017/05/18 · JavaScript
·
执行上下文

原文出处: 冴羽   

必刷题

接下来,看这道刷题必刷,面试必考的闭包题:

var data = []; for (var i = 0; i 3; i++) { data[i] = function () {
console.log(i); }; } data[0](); data[1](); data[2]();

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var data = [];
 
for (var i = 0; i  3; i++) {
  data[i] = function () {
    console.log(i);
  };
}
 
data[0]();
data[1]();
data[2]();

答案是都是 3,让我们分析一下原因:

当执行到 data[0] 函数之前,此时全局上下文的 VO 为:

globalContext = { VO: { data: […], i: 3 } }

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globalContext = {
    VO: {
        data: […],
        i: 3
    }
}

当执行 data[0] 函数的时候,data[0] 函数的作用域链为:

data[0]Context = { Scope: [AO, globalContext.VO] }

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data[0]Context = {
    Scope: [AO, globalContext.VO]
}

data[0]Context 的 AO 并没有 i 值,所以会从 globalContext.VO 中查找,i
为 3,所以打印的结果就是 3。

data[1] 和 data[2] 是一样的道理。

所以让我们改成闭包看看:

var data = []; for (var i = 0; i 3; i++) { data[i] = (function (i) {
return function(){ console.log(i); } })(i); } data[0](); data[1]();
data[2]();

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var data = [];
 
for (var i = 0; i  3; i++) {
  data[i] = (function (i) {
        return function(){
            console.log(i);
        }
  })(i);
}
 
data[0]();
data[1]();
data[2]();

当执行到 data[0] 函数之前,此时全局上下文的 VO 为:

globalContext = { VO: { data: […], i: 3 } }

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globalContext = {
    VO: {
        data: […],
        i: 3
    }
}

跟没改之前一模一样。

当执行 data[0] 函数的时候,data[0] 函数的作用域链发生了改变:

data[0]Context = { Scope: [AO, 匿名函数Context.AO globalContext.VO]
}

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data[0]Context = {
    Scope: [AO, 匿名函数Context.AO globalContext.VO]
}

匿名函数执行上下文的AO为:

匿名函数Context = { AO: { arguments: { 0: 1, length: 1 }, i: 0 } }

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匿名函数Context = {
    AO: {
        arguments: {
            0: 1,
            length: 1
        },
        i: 0
    }
}

data[0]Context 的 AO 并没有 i 值,所以会沿着作用域链从匿名函数
Context.AO 中查找,这时候就会找 i 为 0,找到了就不会往 globalContext.VO
中查找了,即使 globalContext.VO 也有 i
的值(值为3),所以打印的结果就是0。

data[1] 和 data[2] 是一样的道理。

前言

在《JavaScript深入之执行上下文栈》中讲到,当JavaScript代码执行一段可执行代码(executable
code)时,会创建对应的执行上下文(execution context)。

对于每个执行上下文,都有三个重要属性:

  • 变量对象(Variable object,VO)
  • 作用域链(Scope chain)
  • this

永利国际网站 ,然后分别在《JavaScript深入之变量对象》、《JavaScript深入之作用域链》、《JavaScript深入之从ECMAScript规范解读this》中讲解了这三个属性。

阅读本文前,如果对以上的概念不是很清楚,希望先阅读这些文章。

因为,这一篇,我们会结合着所有内容,讲讲执行上下文的具体处理过程。

深入系列

JavaScript深入系列目录地址:。

JavaScript深入系列预计写十五篇左右,旨在帮大家捋顺JavaScript底层知识,重点讲解如原型、作用域、执行上下文、变量对象、this、闭包、按值传递、call、apply、bind、new、继承等难点概念。

如果有错误或者不严谨的地方,请务必给予指正,十分感谢。如果喜欢或者有所启发,欢迎star,对作者也是一种鼓励。

本系列:

  1. JavaScirpt 深入之从原型到原型链
  2. JavaScript
    深入之词法作用域和动态作用域
  3. JavaScript 深入之执行上下文栈
  4. JavaScript 深入之变量对象
  5. JavaScript 深入之作用域链
  6. JavaScript 深入之从 ECMAScript 规范解读
    this
  7. JavaScript 深入之执行上下文

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永利国际网站 1

具体执行分析

我们分析第一段代码:

var scope = “global scope”; function checkscope(){ var scope = “local
scope”; function f(){ return scope; } return f(); } checkscope();

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var scope = "global scope";
function checkscope(){
    var scope = "local scope";
    function f(){
        return scope;
    }
    return f();
}
checkscope();

执行过程如下:

1.执行全局代码,创建全局执行上下文,全局上下文被压入执行上下文栈

ECStack = [ globalContext ];

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    ECStack = [
        globalContext
    ];

2.全局上下文初始化

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

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

2.初始化的同时,checkscope
函数被创建,保存作用域链到函数的内部属性[[scope]]

checkscope.[[scope]] = [ globalContext.VO ];

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    checkscope.[[scope]] = [
      globalContext.VO
    ];

3.执行 checkscope 函数,创建 checkscope 函数执行上下文,checkscope
函数执行上下文被压入执行上下文栈

ECStack = [ checkscopeContext, globalContext ];

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    ECStack = [
        checkscopeContext,
        globalContext
    ];

4.checkscope 函数执行上下文初始化:

  1. 复制函数 [[scope]] 属性创建作用域链,
  2. 用 arguments 创建活动对象,
  3. 初始化活动对象,即加入形参、函数声明、变量声明,
  4. 将活动对象压入 checkscope 作用域链顶端。

同时 f 函数被创建,保存作用域链到 f 函数的内部属性[[scope]]

checkscopeContext = { AO: { arguments: { length: 0 }, scope: undefined,
f: reference to function f(){} }, Scope: [AO, globalContext.VO], this:
undefined }

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    checkscopeContext = {
        AO: {
            arguments: {
                length: 0
            },
            scope: undefined,
            f: reference to function f(){}
        },
        Scope: [AO, globalContext.VO],
        this: undefined
    }

5.执行 f 函数,创建 f 函数执行上下文,f 函数执行上下文被压入执行上下文栈

ECStack = [ fContext, checkscopeContext, globalContext ];

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    ECStack = [
        fContext,
        checkscopeContext,
        globalContext
    ];

6.f 函数执行上下文初始化, 以下跟第 4 步相同:

  1. 复制函数 [[scope]] 属性创建作用域链
  2. 用 arguments 创建活动对象
  3. 初始化活动对象,即加入形参、函数声明、变量声明
  4. 将活动对象压入 f 作用域链顶端

fContext = { AO: { arguments: { length: 0 } }, Scope: [AO,
checkscopeContext.AO, globalContext.VO], this: undefined }

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    fContext = {
        AO: {
            arguments: {
                length: 0
            }
        },
        Scope: [AO, checkscopeContext.AO, globalContext.VO],
        this: undefined
    }

7.f 函数执行,沿着作用域链查找 scope 值,返回 scope 值

8.f 函数执行完毕,f 函数上下文从执行上下文栈中弹出

ECStack = [ checkscopeContext, globalContext ];

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    ECStack = [
        checkscopeContext,
        globalContext
    ];

9.checkscope 函数执行完毕,checkscope 执行上下文从执行上下文栈中弹出

ECStack = [ globalContext ];

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    ECStack = [
        globalContext
    ];

第二段代码就留给大家去尝试模拟它的执行过程。

var scope = “global scope”; function checkscope(){ var scope = “local
scope”; function f(){ return scope; } return f; } checkscope()();

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var scope = "global scope";
function checkscope(){
    var scope = "local scope";
    function f(){
        return scope;
    }
    return f;
}
checkscope()();

不过,在下一篇《JavaScript深入之闭包》中也会提及这段代码的执行过程。

分析

让我们先写个例子,例子依然是来自《JavaScript权威指南》,稍微做点改动:

var scope = “global scope”; function checkscope(){ var scope = “local
scope”; function f(){ return scope; } return f; } var foo =
checkscope(); foo();

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var scope = "global scope";
function checkscope(){
    var scope = "local scope";
    function f(){
        return scope;
    }
    return f;
}
 
var foo = checkscope();
foo();

首先我们要分析一下这段代码中执行上下文栈和执行上下文的变化情况。

另一个与这段代码相似的例子,在《JavaScript深入之执行上下文》中有着非常详细的分析。如果看不懂以下的执行过程,建议先阅读这篇文章。

这里直接给出简要的执行过程:

  1. 进入全局代码,创建全局执行上下文,全局执行上下文压入执行上下文栈
  2. 全局执行上下文初始化
  3. 执行 checkscope 函数,创建 checkscope 函数执行上下文,checkscope
    执行上下文被压入执行上下文栈
  4. checkscope 执行上下文初始化,创建变量对象、作用域链、this等
  5. checkscope 函数执行完毕,checkscope 执行上下文从执行上下文栈中弹出
  6. 执行 f 函数,创建 f 函数执行上下文,f 执行上下文被压入执行上下文栈
  7. f 执行上下文初始化,创建变量对象、作用域链、this等
  8. f 函数执行完毕,f 函数上下文从执行上下文栈中弹出

了解到这个过程,我们应该思考一个问题,那就是:

当 f 函数执行的时候,checkscope
函数上下文已经被销毁了啊(即从执行上下文栈中被弹出),怎么还会读取到
checkscope 作用域下的 scope 值呢?

以上的代码,要是转换成 PHP,就会报错,因为在 PHP 中,f
函数只能读取到自己作用域和全局作用域里的值,所以读不到 checkscope 下的
scope 值。(这段我问的PHP同事……)

然而 JavaScript 却是可以的!

当我们了解了具体的执行过程后,我们知道 f 执行上下文维护了一个作用域链:

fContext = { Scope: [AO, checkscopeContext.AO, globalContext.VO], }

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fContext = {
    Scope: [AO, checkscopeContext.AO, globalContext.VO],
}

对的,就是因为这个作用域链,f 函数依然可以读取到 checkscopeContext.AO
的值,说明当 f 函数引用了 checkscopeContext.AO 中的值的时候,即使
checkscopeContext 被销毁了,但是 JavaScript 依然会让
checkscopeContext.AO 活在内存中,f 函数依然可以通过 f
函数的作用域链找到它,正是因为 JavaScript
做到了这一点,从而实现了闭包这个概念。

所以,让我们再看一遍实践角度上闭包的定义:

  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

在这里再补充一个《JavaScript权威指南》英文原版对闭包的定义:

This combination of a function object and a scope (a set of variable
bindings) in which the function’s variables are resolved is called a
closure in the computer science literature.

闭包在计算机科学中也只是一个普通的概念,大家不要去想得太复杂。

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