夯实基础中篇-图解作用域链和闭包

前言

本文承接上篇 夯实基础上篇-图解 JavaScript 执行机制，请先阅读上篇~

讲基础不容易，本文通过 7个demo和6张图，和大家一起学习温故作用域链和闭包，本文大纲：

1. 什么是作用域链
2. 什么是词法作用域
3. 什么是闭包
4. 闭包的实际使用案例

什么是作用域链

正文开始~

请思考下面 demo 的 name 打印什么

    function test() {
      console.log(name)
    }
    function test1() {
      const name = 'test1的name'
      test()
    }
    const name = 'global的name'
    test1()

通过执行上下文来分析代码的执行流程，执行到 test 函数时：

那 test 函数里的 name 是哪个呢？这就涉及到了作用域链的定义：变量和函数的查找链条就是作用域链。它决定了各级上下文中的代码在访问变量和函数时的顺序：查找变量和函数时，先在当前执行上下文找，当前没有，到下一个执行上下文找，没有再到下一个，直到全局执行上下文，都没有就报错使用未定义的变量或函数。

而在每个执行上下文的变量环境中，都包含了一个外部引用 outer，用来指向外部的执行上下文，链条结构是当前执行上下文 > 包含当前上下文的上下文1 > 包含上下文1的上下文2 ...。

而这个 demo 会打印global的name，原因是 test 执行上下文的 outer 指向全局执行上下文，包括 test1 的 outer 也是指向全局执行上下文：

也许会有同学疑惑，为什么 test 的 outer 指向全局执行上下文，而不是 test1，这是因为在 JavaScript 执行过程中，其作用域链是由词法作用域决定的。

什么是词法作用域

词法作用域就是作用域是由代码中函数声明的位置来决定的，它是静态的作用域，通过它就能够预测代码在执行过程中如何查找标识符，它与函数是怎样调用的没有关系。所以刚才的例子打印的是global的name。

看个具体例子：

    const count = 0
    function test() {
      const count = 1

      function test1() {
        const count = 2

        function test2() {
          const count = 3
        }
      }
    }

其包含关系和作用域链：

事实上在 Global Scope 全局作用域（Window）之前，还有一个 Script Scope 脚本作用域，它存放的是当前 Script 内可访问的 let 变量和 const 变量，而 var 变量存放在 Global 上的就不在 Script Scope，它类似于是脚本范围内的全局作用域。在下面的 demo 中再举例。

什么是闭包

闭包指的是那些引用了另一个函数作用域中变量的函数，通常是在嵌套函数中实现的。

比如这个例子：

    var globalVariable = 1
    const scriptVariable = 2
    
    function test() {
      let name = 'Jaychou'

      return {
        getName() {
          const count = 1
          return name
        },
        setName(newValue) {
          name = newValue
        }
      }
    }

    const testFun = test()
    console.log(testFun.getName()) // Jaychou
    testFun.setName('小明')
    console.log(testFun.getName()) // 小明

大家可以根据作用域链的知识，思考一下执行到console.log(testFun.getName())的 getName 里面的时候作用域链是怎样的~

我们用浏览器的开发者工具看一下：

作用域链是当前作用域 》test 函数的闭包 》Script 作用域 》Global 作用域

1. 为什么叫 test 函数的闭包？因为当const testFun = test()的 test 函数执行完之后，test 的函数执行上下文已经被销毁了，但它返回的{ getName(){}, setName(){} }对象被 testFun 引用着，而 getName 和 setName 引用着 test 函数内定义的 name 变量，所以这些被引用的变量依然需要被保存在内存中，而这些变量的集合称为闭包 Closure；
2. 目前闭包内的 name 变量就只能通过 getName 和 setName 去访问和设置，而这也是闭包的作用之一：封装私有变量；
3. 刚才说的 Script Scope 中保存着 scriptVariable 变量，globalVariable 变量是 var 声明的，所以在 Global Scope（Window）中。

再看1个具体案例理解闭包：

    const globalCount = 0

    function test() {
      const count = 0
      return test1

      function test1() {
        const count1 = 1
        return test2

        function test2() {
          const count2 = 2
          console.log('test2', globalCount + count + count1 + count2)
        }
      }
    }
    test()()()

执行到 test2 内部的 console.log 那一行时，其作用域链是当前作用域 》test1 的闭包 》test 的闭包 》Script Scope 》Global Scope

闭包使用建议：当不需要使用了之后，注意要解除引用着闭包的变量，这样闭包才会被释放。比如第1个案例的 testFun 如果不需要用了，就把它释放 testFun = null。

闭包的实际使用案例

封装私有变量

就是刚才的 getName、setName 案例，通过 getName 获取 name，通过 setName 设置 name

封装单例

    const Single = (function () {
      let instance = null

      return function () {
        if (!instance) {
          instance = {
            name: 'jaychou',
            age: 40
          }
        }
        return instance
      }
    })()
    const obj1 = new Single()
    const obj2 = new Single()
    console.log(obj1 === obj2) // true

这里只是举个例子，具体的 instance 是什么类型，支持什么功能要看实际项目。

防抖和节流

防抖：

    function debounce(fn, delay) {
      let timer = null;

      return function () {
        let context = this;
        let args = arguments;

        timer && clearTimeout(timer);

        timer = setTimeout(function () {
          fn.apply(context, args);
        }, delay);
      }
    }

节流：

    function throttle(fn, interval) {
      let last = 0;

      return function () {
        let now = +new Date()
        if (now - last >= interval) {
          fn.apply(this, arguments);
          last = now;
        }
      }
    }

更完整的防抖和节流的实现可参考 Lodash ，这里主要是演示闭包的使用

总结

闭包的使用场景很多，功能很强大，可以说在前端项目中经常可见例如 React Hooks 等等，这里只列举了几个很简单的很实用的应用场景。

总结

本文主要介绍了作用域链和闭包，沿着 夯实基础上篇-图解 JavaScript 执行机制 来一起看的话应该比较容易理解，若对大家有所帮助，请不吝点赞关注~