JavaScript的“闭包”到底是什么(2)

我的上篇博客标题不对，造成一些误解。我认为博客的宗旨不是背教科书，而是分享研发心得。我的上篇标题因该改成“JavaScript 闭包的一个议题：它对outer scope 的影响”，因为我没有严格地去分析闭包的定义，而是分析了实现闭包的其中一个语义问题。

讲清楚闭包是件麻烦事，我也没有看到什么关于JavaScript的权威性著作（比如像C++语言有 Bjarne Stroustrup的C++ programming language）。所以除了苦读JavaScript语言国际标准《Standard ECMA-262 specification》,我无法推荐一个论述“闭包”的最好的教材。

网友“穆己”的“scope chaining”的确是比较接近实质，但也不全面。我只好抛砖引玉，再做一次企图。

闭包的含义包含了下列三个主要概念：

Lexical Scope and Scope Chain

Lexical Scope的概念并不是Javacript发明，但是它作为JavaScript函数的组成部分，是一个在“传统”函数概念上的附加值。

传统函数(C, C++, Java, C#等)的lexical scope 和runtime scope 是一样的。JavaScript 的lexical scope指的是函数定义时的“环境”，而不是函数运行时的环境。

对于一个特定函数来说，其”自由变量”是这个函数闭包中需要俘获的主要内容。自由变量（本函数没有定义的变量）的lexical capture（俘获）顺序是 （也就是scope chaining 的顺序）：

A, 母函数的local 变量

B. 母函数的input argument

C．在母函数的母函数中重复A，B，直到最顶层（GLOBAL scope）

在下面 的 myObj 的定义中：

var x = 1000; // line 0

function myObj(x, y) { // Line1

this.func1 = function() { // Line2

x++;

y --;

}

this.get1 = function ()

{

return x;

}

this.get2 = function ()

{

return y;

}

var x = 0; // Line 3

}

myObj.prototype.AddTwo = function(z)

{

return this.get1() + this.get2() + z;

}

var m1 = new myObj(10, 20); // Line 4

var m2 = new myObj(30, 70); // Line 5

console.log('m1.x: ' + m1.get1()); // Line 6

console.log('m1.y: ' + m1.get2()); // Line 7

console.log('m2.x: ' + m2.get1()); // Line 8

console.log('m2.y: ' + m2.get2()); // Line 9

对于上面的例子，如果不是lexical scope, line 6 ~ line 9 打印的应该是10， 20， 30， 70。

但是因为lexical scope俘获顺序，x 是0（见line 3）， 所以打印的是：0， 20， 0， 70。

注释掉line3，根据俘获顺序，打印的就成了10， 20， 30， 70。

把myObj(x, y)改成myObj(z, y)，打印的就成了1000， 20， 1000， 70。其中 1000是从global里（Line 0）俘获的。

Lexical 俘获是在parsing stage进行的

上面的俘获顺序必须在函数的parsing阶段进行。函数的数据结构中在parsing后已经包含了所有“俘获变量的reference”,运行阶段不会改变了。这就是为什么上面的line 3定义的可以优先于input 参数x的原因。若是执行时capture, line 3 是在函数的定义之后，该capture的因该说是input 参数x了。

C，C++等编译语言是直接翻译成native 函数的，所有的函数运行信息都靠stack frame来动态获取。唯一和闭包有所接近的概念是“全程变量（global variable）”. 这些global变量在编译时也都转换成内存地址，运行时可以“就地解决”，无需一个独立的闭包。这些函数不是object,不需动态生成，所以无需一个“静态`”的闭包。

JavaScript之所以需要一个独立的闭包，本人认为是因为所有的JavaScript都是object,可以“动态生成”，但是定义（第一道parsing）却是静态的，这个“静态”的部分需要闭包，动态的部分和传统函数一样，靠runtime context 支撑。

这种“实现上的复杂性”，是为了闭包所带来的，处理异步事件时的方便付出的代价。

Lexical 俘获是reference不是value

这是我的上篇博客想要强调的地方。如果上面的myObj执行时，如果俘获的是x的值，那么这三个函数func1，get1，get2就不会有任何联系了。

因为俘获的是x的reference, 所以上面三个函数所看到的x是同一个变量。

这一点很重要，因为JavaScript中的local 变量并不是都是heap中的。起码 GOOGLE V2 就不是。但是上面line 3 的x必须在heap中“出生和生活”，否则func1，get1，get2就会在已经毁灭了的stack 变量x上工作，使得上面的程序变得毫无意义了。

也就是说，闭包的runtime代价是将所被闭包的变量从stack中转到heap中。

总结

我认为，只有弄懂了闭包的上诉三个概念，才可以在闭包的应用上立于不败之地。

2014-8-26 于西雅图