js--闭包与垃圾回收机制
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2021-03-03 10:59
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作者 | 丶Serendipity丶
来源 | urlify.cn/Jj2EJz
前言
闭包和垃圾回收机制常常作为前端学习开发中的难点，也经常在面试中遇到这样的问题，本文记录一下在学习工作中关于这方面的笔记。
正文
1.闭包
闭包（closure）是Javascript语言的一个难点，也是它的特色，很多高级应用都要依靠闭包实现。作为一个JavaScript开发者，理解闭包十分重要。
1.1闭包是什么？
闭包就是一个函数引用另一个函数的变量，内部函数被返回到外部并保存时产生，（内部函数的作用域链AO使用了外层函数的AO）
因为变量被引用着所以不会被回收，因此可以用来封装一个私有变量，但是不必要的闭包只会增加内存消耗。
闭包是一种保护私有变量的机制，在函数执行时形成私有的作用域，保护里面的私有变量不受外界干扰。或者说闭包就是子函数可以使用父函数的局部变量，还有父函数的参数。
1.2闭包的特性
①函数嵌套函数
②函数内部可以引用函数外部的参数和变量
③参数和变量不会被垃圾回收机制回收
1.3理解闭包
基于我们所熟悉的作用域链相关知识，我们来看下关于计数器的问题，如何实现一个函数，每次调用该函数时候计数器加一。
var counter=0;
function demo3(){
console.log(counter+=1);
}
demo3();//1
demo3();//2
var counter=5;
demo3(); //6
上面的方法，如果在任何一个地方改变counter的值 计数器都会失效，javascript解决这种问题用到闭包，就是函数内部内嵌函数,再来看下利用闭包如何实现。
function add() {
var counter = 0;
return function plus() {
counter += 1;
return counter
}
}
var count=add()
console.log(count())//1
var counter=100
console.log(count())//2
上面就是一个闭包使用的实例 ，函数add内部内嵌一个plus函数，count变量引用该返回的函数，每次外部函数add执行的时候都会开辟一块内存空间，外部函数的地址不同，都会重新创建一个新的地址，把plus函数嵌套在add函数内部，这样就产生了counter这个局部变量，内次调用count函数，该局部变量值加一，从而实现了真正的计数器问题。
1.4闭包的主要实现形式
这里主要通过两种形式来学习闭包：
①函数作为返回值，也就是上面的例子中用到的。
function showName(){
var name="xiaoming"
return function(){
return name
}
}
var name1=showName()
console.log(name1())
闭包就是能够读取其他函数内部变量的函数。闭包就是将函数内部和函数外部连接起来的一座桥梁。
②闭包作为参数传递
var num = 15
var foo = function(x){
if(x>num){
console.log(x)
}
}
function foo2(fnc){
var num=30
fnc(25)
}
foo2(foo)//25
上面这段代码中，函数foo作为参数传入到函数foo2中，在执行foo2的时候，25作为参数传入foo中，这时判断的x>num的num取值是创建函数的作用域中的num,即全局的num,而不是foo2内部的num,因此打印出了25。
1.5闭包的优缺点
优点：
①保护函数内的变量安全 ，实现封装，防止变量流入其他环境发生命名冲突
②在内存中维持一个变量，可以做缓存（但使用多了同时也是一项缺点，消耗内存）
③匿名自执行函数可以减少内存消耗
缺点：
①其中一点上面已经有体现了，就是被引用的私有变量不能被销毁，增大了内存消耗，造成内存泄漏，解决方法是可以在使用完变量后手动为它赋值为null；
②其次由于闭包涉及跨域访问，所以会导致性能损失，我们可以通过把跨作用域变量存储在局部变量中，然后直接访问局部变量，来减轻对执行速度的影响。
1.6闭包的使用
for (var i = 0; i < 5; i++) {
setTimeout(function() {
console.log( i);
}, 1000);
}
console.log(i);
我们来看上面的问题，这是一道很常见的题，可这道题会输出什么，一般人都知道输出结果是 5,5,5,5,5,5，你仔细观察可能会发现这道题还有很多巧妙之处，这6个5的输出顺序具体是怎样的？5 -> 5,5,5,5,5 ，了解同步异步的人也不难理解这种情况，基于上面的问题，接下来思考如何实现5 -> 0,1,2,3,4这样的顺序输出呢？
for (var i = 0; i < 5; i++) {
(function(j) { // j = i
setTimeout(function() {
console.log( j);
}, 1000);
})(i);
}
console.log( i);
//5 -> 0,1,2,3,4
这样在for循环种加入匿名函数，匿名函数入参是每次的i的值，在同步函数输出5的一秒之后，继续输出01234。
for (var i = 0; i < 5; i++) {
setTimeout(function(j) {
console.log(j);
}, 1000, i);
}
console.log( i);
//5 -> 0,1,2,3,4
仔细查看setTimeout的api你会发现它还有第三个参数，这样就省去了通过匿名函数传入i的问题。
var output = function (i) {
setTimeout(function() {
console.log(i);
}, 1000);
};
for (var i = 0; i < 5; i++) {
output(i); // 这里传过去的 i 值被复制了
}
console.log(i);
//5 -> 0,1,2,3,4
这里就是利用闭包将函数表达式作为参数传递到for循环中，同样实现了上述效果。
for (let i = 0; i < 5; i++) {
setTimeout(function() {
console.log(new Date, i);
}, 1000);
}
console.log(new Date, i);
//5 -> 0,1,2,3,4
知道let块级作用域的人会想到上面的方法。但是如果要实现0 -> 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5这样的效果呢。
for (var i = 0; i < 5; i++) {
(function(j) {
setTimeout(function() {
console.log(new Date, j);
}, 1000 * j); // 这里修改 0~4 的定时器时间
})(i);
}
setTimeout(function() { // 这里增加定时器，超时设置为 5 秒
console.log(new Date, i);
}, 1000 * i);
//0 -> 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5
还有下面的代码，通过promise来实现。
const tasks = [];
for (var i = 0; i < 5; i++) { // 这里 i 的声明不能改成 let，如果要改该怎么做？
((j) => {
tasks.push(new Promise((resolve) => {
setTimeout(() => {
console.log(new Date, j);
resolve(); // 这里一定要 resolve，否则代码不会按预期 work
}, 1000 * j); // 定时器的超时时间逐步增加
}));
})(i);
}
Promise.all(tasks).then(() => {
setTimeout(() => {
console.log(new Date, i);
}, 1000); // 注意这里只需要把超时设置为 1 秒
});
//0 -> 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5
const tasks = []; // 这里存放异步操作的 Promise
const output = (i) => new Promise((resolve) => {
setTimeout(() => {
console.log(new Date, i);
resolve();
}, 1000 * i);
});
// 生成全部的异步操作
for (var i = 0; i < 5; i++) {
tasks.push(output(i));
}
// 异步操作完成之后，输出最后的 i
Promise.all(tasks).then(() => {
setTimeout(() => {
console.log(new Date, i);
}, 1000);
});
//0 -> 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5
// 模拟其他语言中的 sleep，实际上可以是任何异步操作
const sleep = (timeountMS) => new Promise((resolve) => {
setTimeout(resolve, timeountMS);
});
(async () => { // 声明即执行的 async 函数表达式
for (var i = 0; i < 5; i++) {
if (i > 0) {
await sleep(1000);
}
console.log(new Date, i);
}
await sleep(1000);
console.log(new Date, i);
})();
//0 -> 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5
上面的代码中都用到了闭包，总之，闭包找到的是同一地址中父级函数中对应变量最终的值。
2.垃圾回收机制
JavaScript 中的内存管理是自动执行的，而且是不可见的。我们创建基本类型、对象、函数……所有这些都需要内存。
通常用采用的垃圾回收有两种方法：标记清除、引用计数。
1、标记清除
垃圾收集器在运行的时候会给存储在内存中的所有变量都加上标记。然后，它会去掉环境中的变量以及被环境中的变量引用的标记。
而在此之后再被加上标记的变量将被视为准备删除的变量，原因是环境中的变量已经无法访问到这些变量了。
最后。垃圾收集器完成内存清除工作，销毁那些带标记的值，并回收他们所占用的内存空间
2.引用计数
引用计数的含义是跟踪记录每个值被引用的次数。当声明了一个变量并将一个引用类型赋值给该变量时，则这个值的引用次数就是1。
相反，如果包含对这个值引用的变量又取得了另外一个值，则这个值的引用次数就减1。当这个引用次数变成0时，
则说明没有办法再访问这个值了，因而就可以将其所占的内存空间给收回来。这样，垃圾收集器下次再运行时，
它就会释放那些引用次数为0的值所占的内存。
总结
以上就是本文的全部内容，希望给读者带来些许的帮助和进步，方便的话点个关注，小白的成长之路会持续更新一些工作中常见的问题和技术点。
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