一、什麼是閉包？

官方”的解釋是：閉包是一個擁有許多變數和綁定了這些變數的環境的表示式（通常是一個函式），因而這些變數也是該表示式的一部分。
相信很少有人能直接看懂這句話，因為他描述的太學術。其實這句話通俗的來說就是：JavaScript中所有的function都是一個閉包。不過一般來說，巢狀的function所產生的閉包更為強大，也是大部分時候我們所謂的“閉包”。看下面這段程式碼：

function a() {
 var i = 0;
 function b() { alert(++i); }
 return b;
}
var c = a();
c();

這段程式碼有兩個特點：

1、函式b巢狀在函式a內部；

2、函式a返回函式b。

引用關係如圖：

　　這樣在執行完var c=a()後，變數c實際上是指向了函式b，再執行c()後就會彈出一個視窗顯示i的值(第一次為1)。這段程式碼其實就建立了一個閉包，為什麼？因為函式a外的變數c引用了函式a內的函式b，就是說：

　　當函式a的內部函式b被函式a外的一個變數引用的時候，就建立了一個閉包。

　　讓我們說的更透徹一些。所謂“閉包”，就是在建構函式體內定義另外的函式作為目標物件的方法函式，而這個物件的方法函式反過來引用外層函式體中的臨時變數。這使得只要目標 物件在生存期內始終能保持其方法，就能間接保持原建構函式體當時用到的臨時變數值。儘管最開始的建構函式呼叫已經結束，臨時變數的名稱也都消失了，但在目 標物件的方法內卻始終能引用到該變數的值，而且該值只能通這種方法來訪問。即使再次呼叫相同的建構函式，但只會生成新物件和方法，新的臨時變數只是對應新 的值，和上次那次呼叫的是各自獨立的。

二、閉包有什麼作用？

　　簡而言之，閉包的作用就是在a執行完並返回後，閉包使得Javascript的垃圾回收機制GC不會收回a所佔用的資源，因為a的內部函式b的執行需要依賴a中的變數。這是對閉包作用的非常直白的描述，不專業也不嚴謹，但大概意思就是這樣，理解閉包需要循序漸進的過程。

在上面的例子中，由於閉包的存在使得函式a返回後，a中的i始終存在，這樣每次執行c()，i都是自加1後alert出i的值。

　　那 麼我們來想象另一種情況，如果a返回的不是函式b，情況就完全不同了。因為a執行完後，b沒有被返回給a的外界，只是被a所引用，而此時a也只會被b引 用，因此函式a和b互相引用但又不被外界打擾(被外界引用)，函式a和b就會被GC回收。(關於Javascript的垃圾回收機制將在後面詳細介紹)

三、閉包內的微觀世界

　　如果要更加深入的瞭解閉包以及函式a和巢狀函式b的關係，我們需要引入另外幾個概念：函式的執行環境(excution context)、活動物件(call object)、作用域(scope)、作用域鏈(scope chain)。以函式a從定義到執行的過程為例闡述這幾個概念。

1. 當定義函式a的時候，js直譯器會將函式a的作用域鏈(scope chain)設定為定義a時a所在的“環境”，如果a是一個全域性函式，則scope chain中只有window物件。
2. 當執行函式a的時候，a會進入相應的執行環境(excution context)。
3. 在建立執行環境的過程中，首先會為a新增一個scope屬性，即a的作用域，其值就為第1步中的scope chain。即a.scope=a的作用域鏈。
4. 然後執行環境會建立一個活動物件(call object)。活動物件也是一個擁有屬性的物件，但它不具有原型而且不能通過JavaScript程式碼直接訪問。建立完活動物件後，把活動物件新增到a的作用域鏈的最頂端。此時a的作用域鏈包含了兩個物件：a的活動物件和window物件。
5. 下一步是在活動物件上新增一個arguments屬性，它儲存著呼叫函式a時所傳遞的引數。
6. 最後把所有函式a的形參和內部的函式b的引用也新增到a的活動物件上。在這一步中，完成了函式b的的定義，因此如同第3步，函式b的作用域鏈被設定為b所被定義的環境，即a的作用域。

到此，整個函式a從定義到執行的步驟就完成了。此時a返回函式b的引用給c，又函式b的作用域鏈包含了對函式a的活動物件的引用，也就是說b可以訪問到a中定義的所有變數和函式。函式b被c引用，函式b又依賴函式a，因此函式a在返回後不會被GC回收。

當函式b執行的時候亦會像以上步驟一樣。因此，執行時b的作用域鏈包含了3個物件：b的活動物件、a的活動物件和window物件，如下圖所示：

如圖所示，當在函式b中訪問一個變數的時候，搜尋順序是：

1. 先搜尋自身的活動物件，如果存在則返回，如果不存在將繼續搜尋函式a的活動物件，依次查詢，直到找到為止。
2. 如果函式b存在prototype原型物件，則在查詢完自身的活動物件後先查詢自身的原型物件，再繼續查詢。這就是Javascript中的變數查詢機制。
3. 如果整個作用域鏈上都無法找到，則返回undefined。

小結，本段中提到了兩個重要的詞語：函式的定義與執行。文中提到函式的作用域是在定義函式時候就已經確定，而不是在執行的時候確定（參看步驟1和3）。用一段程式碼來說明這個問題：

function f(x) {
  var g = function () { return x; }
  return g;
}
var h = f(1);
alert(h());

這段程式碼中變數h指向了f中的那個匿名函式(由g返回)。

• 假設函式h的作用域是在執行alert(h())確定的，那麼此時h的作用域鏈是：h的活動物件->alert的活動物件->window物件。
• 假設函式h的作用域是在定義時確定的，就是說h指向的那個匿名函式在定義的時候就已經確定了作用域。那麼在執行的時候，h的作用域鏈為：h的活動物件->f的活動物件->window物件。

如果第一種假設成立，那輸出值就是undefined；如果第二種假設成立，輸出值則為1。

執行結果證明了第2個假設是正確的，說明函式的作用域確實是在定義這個函式的時候就已經確定了。

四、閉包的應用場景
保護函式內的變數安全。以最開始的例子為例，函式a中i只有函式b才能訪問，而無法通過其他途徑訪問到，因此保護了i的安全性。

1. 在記憶體中維持一個變數。依然如前例，由於閉包，函式a中i的一直存在於記憶體中，因此每次執行c()，都會給i自加1。
2. 通過保護變數的安全實現JS私有屬性和私有方法（不能被外部訪問）
   私有屬性和方法在Constructor外是無法被訪問的

   function Constructor(...){  
     var that = this;  
     var membername = value; 
     function membername(...){...}
   }

以上3點是閉包最基本的應用場景，很多經典案例都源於此。

五、Javascript的垃圾回收機制

在Javascript中，如果一個物件不再被引用，那麼這個物件就會被GC回收。如果兩個物件互相引用，而不再被第3者所引用，那麼這兩個互相引用的物件也會被回收。因為函式a被b引用，b又被a外的c引用，這就是為什麼函式a執行後不會被回收的原因。

六、結語

理解JavaScript的閉包是邁向高階JS程式設計師的必經之路，理解了其解釋和執行機制才能寫出更為安全和優雅的程式碼。