闭包深度解析：从作用域链和内存视角

2023-10-31 08:52:52

对于闭包，网上的文章往往泛泛而谈，仅提及闭包可访问自由变量，而解释其缘由时，常常以“子函数作用域引用未释放”搪塞。实则，闭包的存在基于更深刻的原理。

本篇文章将从作用域链和内存角度深入剖析闭包，揭开其神秘面纱。

作用域链：闭包的寻根

在 JavaScript 中，函数执行时会形成一个执行上下文，其中包含变量对象（Variable Object, VO）和作用域链（Scope Chain）。VO 存储着该函数及父函数的作用域内所有变量，而作用域链则是一条指向所有父函数 VO 的链条。

当闭包被创建时，它将继承其外层函数的作用域链。即使外层函数执行完毕，闭包仍然可以访问外层函数的变量，因为这些变量仍然保存在作用域链中的父级 VO 中。

内存管理：闭包的生命线

闭包的生存离不开 JavaScript 的垃圾回收机制。当一个函数执行完毕后，其 VO 会被垃圾回收器标记为可释放。然而，如果该函数中有闭包引用了其变量，那么这些变量所在的 VO 将不会被释放，因为闭包仍然持有对它们的引用。

这种引用关系形成了一条从闭包到 VO 的路径，阻止了垃圾回收器回收这些变量。这就是为什么闭包可以访问自由变量的原因：它们保住了这些变量所在 VO 的生命。

示例图解：闭包的运作方式

function outer() {
  const a = 1;
  return function inner() {
    console.log(a); // 仍然可以访问自由变量 a
  };
}

const inner = outer(); // 创建闭包

在这个示例中，当 outer 函数执行完毕后，其 VO 会被标记为可释放。然而，由于 inner 闭包引用了 a 变量，a 所在的 VO 便不会被释放。

作用域链如下图所示：

+-----------------------+
| outer 作用域         |
+-----------------------+
| a: 1                  |
+-----------------------+
| inner 作用域         |
+-----------------------+
| [指向 outer VO]     |
+-----------------------+

内存管理示意图如下：

+----------------------+
| a 所在的 VO         |
+----------------------+
| 引用计数：2          |
+----------------------+
| 路径：               |
|   - inner 闭包        |
|   - inner VO         |
+----------------------+

总结

通过分析作用域链和内存管理机制，我们可以深入理解闭包的底层原理：