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《浏览器工作原理与实践》笔记之从堆栈空间看闭包过程

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《浏览器工作原理与实践》笔记之从堆栈空间看闭包过程

基础

我们先看下面的代码

function foo(){
    var a = "极客时间"
    var b = a
    var c = {name:"极客时间"}
    var d = c
}
foo()

执行第 4 行代码,由于 JavaScript 引擎判断右边的值是一个引用类型,这时候处理的情况就不一样了,JavaScript 引擎并不是直接将该对象存放到变量环境中,而是将它分配到堆空间里面,分配后该对象会有一个在“堆”中的地址,然后再将该数据的地址写进 c 的变量值,最终分配好内存的示意图如下所示:

我们知道原始类型的数据值都是直接保存在“栈”中的,引用类型的值是存放在“堆”中的

不过你也许会好奇,为什么一定要分“堆”和“栈”两个存储空间呢?所有数据直接存放在“栈”中不就可以了吗?

这是因为 JavaScript 引擎需要用栈来维护程序执行期间上下文的状态,如果栈空间大了话,所有的数据都存放在栈空间里面,那么会影响到上下文切换的效率,进而又影响到整个程序的执行效率。比如文中的 foo 函数执行结束了,JavaScript 引擎需要离开当前的执行上下文,只需要将指针下移到上个执行上下文的地址就可以了,foo 函数执行上下文栈区空间全部回收,具体过程你可以参考下图:

进阶

有了上面基础,我们再来看下闭包 先看下面的代码


function foo() {
    var myName = "极客时间"
    let test1 = 1
    const test2 = 2
    var innerBar = { 
        setName:function(newName){
            myName = newName
        },
        getName:function(){
            console.log(test1)
            return myName
        }
    }
    return innerBar
}
var bar = foo()
bar.setName("极客邦")
bar.getName()
console.log(bar.getName())

我们已经知道由于变量 myName、test1、test2 都是原始类型数据,所以在执行 foo 函数的时候,它们会被压入到调用栈中;当 foo 函数执行结束之后,调用栈中 foo 函数的执行上下文会被销毁,其内部变量 myName、test1、test2 也应该一同被销毁。

我们还知道当 foo 函数的执行上下文销毁时,由于 foo 函数产生了闭包,所以变量 myName 和 test1 并没有被销毁,而是保存在内存中,那么应该如何解释这个现象呢?

  • 当 JavaScript 引擎执行到 foo 函数时,首先会编译,并创建一个空执行上下文。
  • 在编译过程中,遇到内部函数 setName,JavaScript 引擎还要对内部函数做一次快速的词法扫描,发现该内部函数引用了 foo 函数中的 myName 变量,由于是内部函数引用了外部函数的变量,所以 JavaScript 引擎判断这是一个闭包,于是在堆空间创建换一个“closure(foo)”的对象(这是一个内部对象,JavaScript 是无法访问的),用来保存 myName 变量。
  • 接着继续扫描到 getName 方法时,发现该函数内部还引用变量 test1,于是 JavaScript 引擎又将 test1 添加到“closure(foo)”对象中。这时候堆中的“closure(foo)”对象中就包含了 myName 和 test1 两个变量了。
  • 由于 test2 并没有被内部函数引用,所以 test2 依然保存在调用栈中。

通过上面的分析,我们可以画出执行到 foo 函数中“return innerBar”语句时的调用栈状态,如下图所示:

从上图你可以清晰地看出,当执行到 foo 函数时,闭包就产生了;当 foo 函数执行结束之后,返回的 getName 和 setName 方法都引用“clourse(foo)”对象,所以即使 foo 函数退出了,“clourse(foo)”依然被其内部的 getName 和 setName 方法引用。所以在下次调用bar.setName或者bar.getName时,创建的执行上下文中就包含了“clourse(foo)”。

总的来说,产生闭包的核心有两步:第一步是需要预扫描内部函数;第二步是把内部函数引用的外部变量保存到堆中。

本文截取自《浏览器工作原理与实践》12 | 栈空间和堆空间:数据是如何存储的?

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