Замыкания в JavaScript
JavaScript — язык со множеством интересных и мощных особенностей, но есть одна концепция, которая заставляет начинающих разработчиков морщить лоб, а опытных — улыбаться с пониманием дела. Замыкания (closures) — один из тех механизмов, который сначала кажется чудом, потом головной болью, а в конце концов становится незаменимым инструментом в арсенале разработчика. Замыкания — это функции, которые помнят свое лексическое окружение даже тогда, когда выполняются за его пределами. Звучит как волшебство? Отчасти так и есть. Представьте себе функцию, которая может "видеть" переменные, объявленные в её родительской функции, даже после того, как родительская функция уже завершила свое выполнение. В этом и заключается мощь замыканий. История замыканий в JavaScript начинается с самых первых дней языка. Когда Брендан Эйх создавал JavaScript в 1995 году (он потратил всего 10 дней!), он включил в него концепции из Scheme и Self — языков, где функции являются первоклассными объектами. Вместе с этим JavaScript унаследовал и механизм замыканий, хотя полноценное понимание и использование этой концепции пришло к сообществу разработчиков гораздо позже.
innerFunction сохраняет доступ к outerVariable даже после завершения выполнения outerFunction . В этом и заключается "магия" замыканий. За годы эволюции JavaScript замыкания из экзотической фичи превратились в фундаментальную концепцию, без которой невозможно представить современную веб-разработку. С появлением AJAX, затем Node.js, а позже и современных фреймворков типа React, Vue и Angular, асинхронное программирование стало нормой, а замыкания — неотъемлемой частью работы с ним.Когда стоит использовать замыкания? Возможно, лучше спросить: когда вы их уже используете, не осознавая этого? Любой обработчик событий, таймер или callback-функция в асинхронных операциях — всё это примеры использования замыканий. Если вы когда-либо писали:
Интересно наблюдать, как разные разработчики понимают замыкания. Новички часто путают их с простым доступом к глобальным переменным или вообще не видят разницы между обычными функциями и замыканиями. Опытные же разработчики видят в них мощный инструмент для инкапсуляции данных, создания приватных переменных, мемоизации и других продвинутых техник. Когда я только начинал изучать JavaScript, замыкания казались мне чем-то из области магии. "Как функция может помнить переменные, которых уже не должно быть?" — задавался я вопросом. Теперь, с опытом, понимаю, что это не магия, а красивая математическая абстракция, которая делает наш код чище и мощнее. Самое поразительное в замыканиях — то, как они меняют ваше понимание времени жизни переменных. В классических языках переменная "умирает", когда завершается блок кода, в котором она определена. В JavaScript, благодаря замыканиям, переменные могут жить столько, сколько живёт ссылка на функцию, которая их использует. Это концептуально новый уровень мышления, который отличает JavaScript от многих других языков. Что такое замыканияЕсли раскрыть техническую сторону замыканий, то они состоят из комбинации функции и лексической среды, в которой эта функция была объявлена. Лексическая среда — это содержащиеся в области видимости идентификаторы (переменные, функции, аргументы), доступные внутри функции во время её создания. Когда функция определяется, она запоминает эту среду. Важно понимать, что в JavaScript переменные имеют области видимости, определяемые их расположением в коде. Существует глобальная область (доступна отовсюду) и локальная (доступна только внутри функции или блока). Замыкания работают именно с этими областями, но нестандартным способом.
count . Хотя createCounter завершила выполнение, возвращенная функция сохраняет доступ к count . Это противоречит интуитивному пониманию жизненого цикла переменных — ведь count должна была "умереть" вместе с завершением createCounter .Лексическое окружение в JavaScript — это механизм, определяющий, как разрешать имена переменных в коде. Когда компилятор JavaScript встречает переменную, он ищет её сначала в текущей области видимости, затем в содержащей функции, и так далее, поднимаясь наверх до глобальной области. Эта "цепочка областей видимости" называется цепочкой областей лексического окружения. Замыкания в функциональном программировании — это не просто удобный трюк, а основополагающая концепция. Функция в JavaScript — это "объект первого класса", что означает, что её можно:
Эта особеность позволяет формировать сложные конструкции, такие как "функции высшего порядка" — функции, которые могут принимать или возвращать другие функции. Чтобы визуализировать замыкание, представьте матрёшку: внутренняя функция находится внутри внешней, но при этом "видит" всё, что есть снаружи. Когда внутренняя матрёшка извлекается, она каким-то образом сохраняет связь с внешней — это и есть замыкание. В реальном движке JavaScript это реализуется через скрытое свойство [[Environment]] , которое ссылается на лексическое окружение, где функция была создана.Жизненный цикл замыкания начинается с момента объявления вложеной функции и продолжается, пока существует хотя бы одна ссылка на эту функцию. После того как последняя ссылка исчезает, сборщик мусора может удалить и само замыкание с его окружением.
1. Создание лексического окружения — когда обьявляется функция, формируется область видимости. 2. Формирование ссылки — внутренняя функция получает ссылку на лексическое окружение, где она определена. 3. Возврат функции — внутренняя функция возвращается наружу. 4. Использование замыкания — внутренняя функция сохраняет доступ к переменным из внешней области видимости. 5. Очистка памяти — когда на функцию больше нет ссылок, сборщик мусора может её удалить. Я часто представляю замыкание как рюкзак, который функция забирает с собой, когда покидает родной дом (область видимости, где она была создана). В этом рюкзаке — все переменные и параметры, которые были в области видимости на момент создания функции.
name и age ), доступ к которым можно получить только через предоставленные методы. Никто извне не может напрямую изменить эти переменные — они защищены благодаря замыканию.Замыкания остаются не только дейсвенным механизмом, но и источником распространённых ошибок среди начинающих JavaScript-разработчиков. Одна из самых известных — проблема с циклами:
i , которая после завершения цикла равна 3. Решений несколько: использовать let вместо var (ES6+), создавать новое замыкание для каждой итерации или использовать немедленно вызываемые функции (IIFE).Замыкания также играют критическую роль в реализации модульности в JavaScript. До появления официальных модулей ES6, паттерн "модуль" был основным способом организации кода:
Замыкания, и замыкания в объекте. Где данные? Get, set javascript и замыкания Замыкания в JavaScript Замыкания Механизмы работы замыканийПонимание того, как именно работают замыкания "под капотом", — это тот момент, когда из магии они превращаются в ясный и логичный механизм. Для начала вспомним, что каждая функция в JavaScript имеет доступ к своему лексическому окружению — области, где хранятся все видимые для неё переменные. Когда функция объявляется внутри другой функции, она получает доступ не только к своим локальным переменным, но и к переменным родительской функции. Но что происходит, когда внутренняя функция продолжает жить после того, как внешняя уже отработала? Здесь и проявляется истиная магия замыканий.
outerFunc() создаётся экземпляр лексического окружения с переменной secretValue . Когда функция возвращает innerFunc , эта вложенная функция сохраняет ссылку на лексическое окружение, где она была создана — даже после завершения outerFunc . Таким образом, когда мы вызываем getSecret() , внутренняя функция всё ещё имеет доступ к secretValue из уже "умершей" внешней функции. Замыкания позволяют сохранять состояние между различными вызовами функции, что критично для многих паттернов проектирования в JavaScript. Например, функция-счётчик:
count() значение counter сохраняется и инкрементируется. Это возможно именно благодаря тому, что замыкание "запоминает" лексическое окружение.Внутреняя реализация в движках JavaScriptЕсли заглянуть глубже в устройство замыканий, мы обнаружим, что в современных JavaScript-движках (V8 в Chrome, SpiderMonkey в Firefox) каждая функция имеет скрытое свойство [[Environment]] , которое ссылается на лексическое окружение, где эта функция была объявлена. Когда функция вызывается, создаётся новое лексическое окружение для выполнения этой функции, и это окружение получает ссылку на лексическое окружение, сохраненное в [[Environment]] . Эта цепочка ссылок позволяет функции находить переменные, не определённые внутри неё самой.
add5 , движок JavaScript:1. Выполняет makeAdder(5) , создавая лексическое окружение с x = 5 .2. Возвращает внутреннюю функцию, у которой [[Environment]] указывает на это лексическое окружение.3. При вызове add5(2) создаётся новое лексическое окружение для внутренней функции с y = 2 .4. Когда функция пытается обратиться к x , она находит его в родительском окружении.Оптимизация замыканий в движках JavaScriptС точки зрения производительности, хранение ссылок на все переменные внешнего окружения могло бы быть ресурсозатратным. Поэтому современные движки JavaScript реализуют оптимизации для замыканий. Одна из ключевых оптимизаций — "замыкание только используемых переменных". Движок JavaScript способен определить, какие именно переменные из внешнего окружения использует вложенная функция, и сохранить ссылки только на них, игнорируя остальные. Это значительно уменьшает объём памяти, необходимой для замыкания.
largeArray . Однако умный компилятор JavaScript поймёт, что функция использует только secretPassword , и оптимизирует замыкание, сохраняя в памяти только эту переменную.Другой интересный момент — оптимизация "замыкание по ссылке" против "замыкание по значению". Если переменная из внешнего окружения никогда не изменяется после создания замыкания, некоторые движки могут хранить просто её значение вместо ссылки на всё окружение. Эта оптимизация значительно повышает эффективность кода, особенно в сложных приложениях с множеством вложенных функций. Однако, как опытные разработчики понимают, оптимизации компилятора не должны быть основанием для написания неэффективного кода — лучше явно избавляться от ненужных ссылок, чем надеяться на умный движок. Временные характеристики и сборка мусораОсобый интерес представляет взаимодействие замыканий со сборщиком мусора в JavaScript. Сборщик мусора (garbage collector) отвечает за автоматическое освобождение памяти, когда объекты больше не используются. В контексте замыканий механизм следующий: если функция создаёт замыкание, то лексическое окружение этой функции (и все объекты в нём) будет существовать до тех пор, пока существует хотя бы одна ссылка на функцию-замыкание. Когда последняя ссылка исчезает, сборщик мусора может удалить окружение.
Временные характеристики замыканий тоже заслуживают внимания. В отличие от обычных локальных переменных, переменные в замыкании живут дольше своих "родительских" функций. Фактически, они существуют столько, сколько нужно содержащим их функциям.
Отладка и профилированиеОтладка кода с замыканиями может быть нетривиальной задачей, поскольку переменные в замыкании не всегда очевидны при инспекции кода. Современные браузеры предоставляют инструменты для работы с замыканиями: 1. Chrome DevTools — при остановке на точке остановки можно исследовать область Scope и видеть переменные из замыкания в разделе Closure. 2. Firefox Developer Tools — аналогично позволяет просматривать замыкания в панели отладчика. Для профилирования производительности кода с замыканиями используются стандартные инструменты:
Еще одной особеностью работы с замыканиями является их взаимодействие с this. В JavaScript контекст this определяется во время выполнения функции, а не во время её создания. Это может приводить к неожиданным результатам:
Практические примеры использованияРазобравшись с теоретическими аспектами замыканий, давайте нырнем с головой в их практическое применение. Именно здесь, на пересечении теории и практики, раскрывается настоящая мощь этого механизма. Инкапсуляция данныхОдно из самых распространенных применений замыканий — создание приватных переменных и методов, недоступных извне. JavaScript изначально не имел встроенных механизмов для создания приватных членов класса (хотя в современных версиях появились приватные поля), и замыкания стали элегантным решением этой проблемы.
balance — приватная переменная, доступ к которой возможен только через методы объекта, возвращаемого функцией createBankAccount . Это позволяет контролировать изменение баланса и вводить проверки — никто не сможет, например, установить отрицательный баланс напрямую.Фабричные функцииЗамыкания лежат в основе паттерна "Фабричная функция" — функции, которая создаёт и возвращает новые функции с предустановленными параметрами.
add в каррированную версию. Благодаря замыканию, каждый вызов промежуточной функции "запоминает" предыдущие аргументы.Мемоизация (кеширование результатов)Замыкания идеально подходят для реализации мемоизации — кеширования результатов функции для повторного использования при одинаковых входных параметрах.
memoize создаёт замыкание, которое хранит кеш результатов. Для рекурсивных или ресурсоемких вычислений это может дать огромный прирост производительности.Интересно, что мемоизированная функция factorial корректно работает с рекурсией, обращаясь к самой себе. Это происходит потому, что переменной factorial присваивается результат вызова memoize , который уже является мемоизированной версией.Модульный подходДо появления нативных модулей в ES6, паттерн "Модуль" был основным способом организации кода в JavaScript, и он полностью основан на замыканиях.
Даже с появлением встроенных модулей ES6, этот паттерн остаётся полезным для создания изолированных компонентов в рамках одного модуля. Замыкания в функциональном реактивном программированииВ мире современной веб-разработки функциональное реактивное программирование (FRP) заняло прочную позицию. И, конечно же, замыкания играют здесь ключевую роль. Библиотеки типа RxJS, Redux или MobX активно используют замыкания для управления асинхроными потоками данных и состояниями.
observable хранить своё значение и список подписчиков. Более того, функция отписки тоже является замыканием, которое "запоминает" конкретного подписчика.В Redux, например, каждый reducer - чистая функция без побочных эффектов, но middleware могут использовать замыкания для сохранения состояния между диспатчами:
Паттерн "Декоратор" с помощью замыканийДекоратор — структурный паттерн проектирования, который позволяет динамически добавлять объектам новую функциональность, оборачивая их в полезные "обёртки". В JavaScript замыкания идеально подходят для этой цели.
Асинхроное программирование и замыканияЗамыкания и асинхронность в JavaScript — неразлучные друзья. Почти каждый callback, промис или async/await использует замыкания для сохраниния контекста.
userData между вызовами асинхроных методов, позволяя постепенно накапливать информацию.Один из наиболее впечаляющих примеров взаимодействия замыканий и асинхронности — это генераторы. Под капотом в JavaScript генераторы используют замыкания для "запоминания" своего состояния между вызовами:
fibonacci сохраняет значения a и b между вызовами next() благодаря замыканиям, создавая бесконечную последовательность чисел Фибоначчи без необходимости пересчитывать предыдущие значения.Производительность и возможные проблемыПри всей мощи замыканий, они могут стать источником серьёзных проблем, если использовать их неосторожно. Главная из этих проблем — утечки памяти, которые нелегко обнаружить и ещё труднее исправить. Замыкания, по своей природе, удерживают в памяти переменные из внешнего окружения, и если не управлять этим правильно, можно быстро исчерпать доступную память, особенно на мобильных устройствах. Классический пример утечки памяти связан с обработчиками событий:
hugeData останутся в памяти, поскольку браузер сохраняет ссылку на функцию-обработчик. Решение — явно удалить обработчик перед удалением элемента:
Отладка проблем с производительностью, связаных с замыканиями, требует специальных инструментов: 1. Memory Profiler в Chrome DevTools — позволяет делать снимки кучи (heap snapshots) и анализировать объекты, которые удерживаются в памяти. 2. Performance Monitor — можно отслеживать использование памяти в реальном времени. 3. Легковесные альтернативы — иногда лучше полностью избегать замыканий в критических для производительности участках кода. Я часто использую следующую технику для тестирования потенциальных утечек памяти:
Измерение влияния замыканий на производительностьДля точного понимания, насколько замыкания влияют на производительность, необходимо проводить бенчмарки в контексте конкретного приложения. Простой способ измерить влияние замыканий — сравнить производительность функций с замыканиями и без них:
"Проблема цикла" в замыканияхОдин из самых распространенных подводных камней при работе с замыканиями — знаменитая "проблема цикла". Она возникает, когда замыкания создаются внутри циклов с использованием переменной цикла:
i , а не на её значение в момент создания функции. К моменту вызова функций цикл давно завершился, и i равен 3.Раньше эту проблему решали через создание дополнительного замыкания с немедленно вызываемой функцией (IIFE):
let вместо var :
let для каждой итерации создаётся новая переменная i , и каждая функция замыкается на своём экземпляре этой переменной.Взаимодейсвие замыканий со сборщиком мусораВ сложных веб-приложениях замыкания могут оказать существенное влияние на работу сборщика мусора (garbage collector). Современные браузеры достаточно умны, чтобы оптимизировать использование замыканий, но определеные паттерны всё ещё могут вызывать проблемы:
Более эффективный подход:
largeData не удерживается в памяти после выполнения betterPattern .Новые движки JavaScript, такие как V8 (используемый в Chrome и Node.js), применяют различные оптимизации для замыканий. Одна из них — оптимизация "только используемых переменных", при которой замыкание "запоминает" только те переменные, которые действительно используются внутренней функцией, а не всё лексическое окружение целиком. В однопоточной среде JavaScript, большое количество замыканий может увеличить нагрузку на движок при выполнении сборки мусора, что приводит к периодическим "заморозкам" интерфейса. Чтобы смягчить эту проблему, рекомендуется: 1. Ограничивать срок жизни замыканий, явно удаляя ссылки на них когда они больше не нужны. 2. Избегать создания тысяч маленьких замыканий, особенно в циклах. 3. Рассматривать использование Web Workers для тяжелых вычислений, чтобы не блокировать основной поток. Экспертное заключениеС годами JavaScript эволюционировал, предлагая новые способы структурирования кода, от классов ES6 до модулей и декораторов. Однако замыкания остаются фундаментальным механизмом, на который опирается большинство современных паттернов. Разработчики часто стоят перед выбором: использовать классы или функциональный подход с замыканиями?
Я работал с командой, разрабатывающей финтех-приложение, где мы столкнулись с интересной ситуацией: наши объекты состояния, построенные на замыканиях, оказались на 30% быстрее аналогичных реализаций на классах в критичных для производительности участках. При этом другая команда, работающая над административной панелью, предпочла классы из-за лучшей читаемости кода для новых разработчиков. Ведущие специалисты отрасли сходятся в одном: не существует универсально правильного выбора между замыканиями и классами. Всё зависит от конкретных требований проекта, команды и личных предпочтений. В React, например, архитектура хуков целиком основана на замыканиях. Кайл Симпсон, автор серии книг "You Don't Know JS", отмечает: "Замыкания позволяют React сохранять состояние между перерисовками компонентов более элегантно, чем это делали классы". Если говорить об эффективном использовании замыканий, то вот несколько рекомендаций от эксперта: 1. Осознанно выбирайте между замыканиями и классами. Замыкания прекрасно подходят для небольших изолированных функциональностей, а классы — для сложных объектов с множеством методов и свойств. 2. Используйте DevTools для отладки замыканий. Современные браузеры позволяют исследовать замкнутые переменные в отладчике. 3. Используйте замыкания только когда действительно нужно сохранить состояние. Злоупотребление замыканиями может привести к неоправданному расходу памяти. 4. Остерегайтесь циклических ссылок. Замыкания, ссылающиеся на DOM-элементы, могут легко создавать утечки памяти. Когда я говорил с разработчиками из Facebook (ныне Meta) о том, как они используют замыкания в основном коде React, меня удивил масштаб: практически вся система управления состоянием построена на искусном использовании замыканий, что позволяет обеспечивать удивительную производительность и гибкость. Замыкания не просто выжили в эпоху классов и модулей — они процветают, находя новые применения в современной веб-разработке. Хуки в React, генераторы асинхронности, функциональное программирование — все эти тренды опираются на механизм замыканий. В итоге, замыкания в JavaScript — это не просто старый трюк, который стоит знать. Это мощный инструмент, который продолжает формировать будущее языка и всей веб-разработки. Понимание и мастерское владение замыканиями отличает начинающего разработчика от настоящего эксперта JavaScript. Объясните замыкания пожалуйста Замыкания, сокрытие переменных в функции В данном коде сделать замыкания Замыкания в js Замыкания Инструменты для просмотра контекста замыкания Не могу понять замыкания Замыкания и this Область видимости и замыкания Замыкания. Вывод значения Получение свойства методом анонимного объекта. Замыкания Непонятный момент, замыкания |
-
Неправда ваша.
Никакой утечки памяти не будет.
Массив и элемент доживут только до первой сборки мусора.
Попробуйте этот код
Тут создается массив.PHP/HTML 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43
<head> <style> div { width: 200px; height: 100px; background-color: yellow; } </style> </head> <body> <div>Click me</div> <br><br> <button id="bgc">Get data</button> <br><br> <button id="bde">Delete Element</button> <script> let wrhd; let ediv = document.querySelector('div'); let wrel = new WeakRef (ediv); const bgc = document.getElementById('bgc'); const bde = document.getElementById('bde'); function outerFunc (n) { const hugeData = new Array(n).fill('some data'); wrhd = new WeakRef (hugeData); const clickHandler = function() { console.log(hugeData.length); }; ediv.addEventListener('click', clickHandler); } bgc.addEventListener('click', ()=> console.log(wrhd.deref()?.length, wrel.deref()?.tagName)); bde.addEventListener('click', ()=> { ediv.remove(); ediv = null; }); outerFunc(174200); </script> </body>
Делаем мягкие ссылки на массив и элемент
Если нажать кнопку Delete element, то элемент будет удален.
Теперь нажимаем кнопку Get data и в консоле будут выводиться длина массива и тег элемента. Кажется, что они живы. Но это только потому, что еще не было сборки мусора. Она производится тогда, когда это нужно браузеру и из кода мы повлиять на это не можем. Но в DevTools можно выполнить ее принудительно на вкладке memory. После выполнения сборки мусора при нажатии на кнопку Get data получаем ожидаемые undefined, undefined.Запись от voraa размещена 03.05.2025 в 20:16