从上下文，到作用域（彩蛋：理解闭包）

前言

近几天在编程群中的聊天，让我发现了很多人并不清楚什么是上下文（context）、什么是作用域（scope），而且纠结在其中。我当初对这两个概念也只有粗浅的理解，不过我从一开始就不怎么困惑，因为我清楚自己对这一问题的认识边界。现在，我对它们的认识也只加深了一点点。不过，群聊中小伙伴的热情鼓舞了我——很多最最初学的小伙伴，想到和思考的是很多我从没考虑过的问题，小伙伴们真是达到了“进一寸有一寸的欢喜”这一境界。见贤思齐，我决定把这一点点进步记录下来。

上下文与作用域的关系

很多人弄不清除，原因当然是既不了解上下文，也不了解作用域——我是说，几乎没有人明白上下文是什么而不明白作用域是什么，反之亦然。上下文（context）和作用域（scope）都是编译原理的知识，具体编程语言有具体的实现规则，本文关注 JavaScript 语言的实现。首先需要关注的是，这两个概念的关系非常密切，所以先了解它们的关系，有助于理解它们到底是什么。

上下文（context）和作用域（scope）的关系：

上下文是一段程序运行所需要的最小数据集合；作用域是当前上下文中，按照具体规则能够访问到的标识符（变量）的范围。

后文是对上下文和作用域更详细的解释，知道了上面指出的关系，往下阅读时就可以加深对这一关系的理解了。

上下文

上下文（context）是一段程序运行所需要的最小数据集合。我们可以从上下文交换（context switch）来理解上下文，在多进程或多线程环境中，任务切换时首先要中断当前的任务，将计算资源交给下一个任务。因为稍后还要恢复之前的任务，所以中断的时候要保存现场，即当前任务的上下文，也可以叫做环境。即上下文就是恢复现场所需的最小数据集合。容易把人弄晕的一点是，我们这里说的上下文、环境有时候也称作作用域（scope），即这两个概念有时候是混用的。不过，它们有不同的侧重点，下一节将会说明。

另外，JavaScript 中常见的情形是一个方法/函数的执行。从一段程序的角度看，这段程序运行所需的所有变量，就是它的上下文。

作用域

作用域（scope）是标识符（变量）在程序中的可见性范围。作用域规则是按照具体规则维护标识符的可见性，以确定当前执行的代码对这些标识符的访问权限。作用域（scope）是在具体的作用域规则之下确定的。

前面说过，有时候上下文、环境、作用域是同义词；不过，上下文（context）指代的是整体环境，作用域关注的是标识符（变量）的可访问性（可见性）。上下文确定了，根据具体编程语言的作用域规则，作用域也就确定了。这就是上下文与作用域的关系。

写 JavaScript 代码时，如果 Function 作为参数，可以指定它在具体对象上调用时，这个对象常常叫做 context：

function callWithContext(fn, context) {

  return fn.call(context);

}

 

const apple = {

  name: "Apple"

};

 

const orange = {

  name: "Orange"

};

 

function echo() {

  console.log(this.name);

}

 

callWithContext(echo, apple);  // Apple

callWithContext(echo, orange); // Orange

为什么将这个参数叫做 context？因为它关系到调用环境，指定了它，就指定了函数的调用上下文。再加上具体的作用域规则，作用域也确定了。

在 JavaScript 中，这个具体的作用域规则就是词法作用域（lexical scope），也就是 JavaScript 中的作用域链的规则。词法作用域是的变量在编译时（词法阶段）就是确定的，所以词法作用域又叫静态作用域（static scope），与之相对的是动态作用域（dynamic scope）。

You Don’t Know JS: Scope & Closures 用简单例子解释过动态作用域，下面用一个类似的例子说明一下：

function foo() {

  console.log(a);

}

 

function bar() {

  let a = 3;

  foo();

}

 

let a = 2;

 

bar(); // 2

有一定 JavaScript 编程经验的人都能看出，这段程序会输出 2，但如果在动态作用域的规则下，应该输出 3，即 a 的引用不再是编译时确定，而是调用时确定的。这有点像 JavaScript 中的 this，所以 MDN 中，function.bind 的方法签名中第一个形参名称用的是 thisArg 这一更科学的名字：

fun.bind(thisArg[, arg1[, arg2[, …]]])

同样情况的还可见于 Lodash 的文档：

_.bind(func, thisArg, [partials])

彩蛋：理解闭包

上一节中的代码中，之所以输出 2，是因为 foo 是一个闭包函数。如果从本文中理解了上下文和作用域的概念，对于闭包是什么这一问题是不是感到豁然开朗？

前面说过，词法作用域也叫静态作用域，变量在词法阶段确定，也就是定义时确定。虽然在 bar 内调用，但由于 foo 是闭包函数，即使它在自己定义的词法作用域以外的地方执行，它也一直保持着自己的作用域。所谓闭包函数，即这个函数封闭了它自己的定义时的环境，形成了一个闭包，所以 foo 并不会从 bar 中寻找变量，这就是静态作用域的特点。

一个更加典型的例子是：

function fn() {

  let a = 0;

  function func() {

    console.log(a);

  }

  return func;

}

 

let a = 1;

let sub = fn();

 

sub(); // 0;

sub 就是 func 这一返回值，func 定义在 fn 内部并且被传递出来了，所以 fn 执行之后垃圾回收器依然没有回收它的内部作用域，因为 func/sub 在使用。sub 依然持有 func 定义时的作用域的引用，而这个引用就叫作闭包。调用 sub 时，它可以访问 func 定义时的词法作用域，因此找到的 a 是 fn 内部的变量 a，它的值是 0。

参考资料

• You Don’t Know JS: Scope & Closures

• Context (computing)

• Scope (computer science)

• Function.prototype.bind()

• Function _.bind()