什么是闭包？它们在哪些情况下有用？ 解释垃圾回收是如何工作的

Question

什么是闭包？它们在哪些情况下有用？
解释垃圾回收是如何工作的？

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

闭包是一种编程概念，它指的是一个函数（或方法）以及其相关的引用环境组合在一起形成的一个实体。这个引用环境包含了函数在其定义时可以访问的所有局部变量，即使这些变量在其被调用的上下文中已经不存在，闭包也可以继续访问这些变量。

闭包在很多情况下都非常有用，例如：

1. 数据封装：通过闭包可以隐藏内部实现细节，对外提供一个干净的接口。
2. 记忆功能：闭包可以记住其定义时的环境状态，这使得它可以在后续的调用中保持某些值不变，即使这些值在外部已经被改变。
3. 实现私有变量：在没有内置支持私有变量的语言中，可以通过闭包来模拟私有变量。
4. 延迟计算：闭包可以用于延迟执行某个操作，直到需要结果时才进行计算。

下面是一个简单的JavaScript闭包示例：

function outerFunction(x) {
  return function innerFunction(y) {
    console.log(x + y);
  };
}

var closureExample = outerFunction(5); // 闭包创建
closureExample(3); // 输出8，因为innerFunction仍然可以访问outerFunction中的x

垃圾回收是现代编程语言中的一种内存管理机制，它的目的是自动释放不再使用的内存，防止内存泄漏。垃圾回收的工作原理通常包括以下几个步骤：

1. 可达性分析：系统会追踪哪些内存区域是程序当前正在使用的。通常是通过一组称为"根对象"的全局变量、栈上的局部变量和其他一些特殊位置开始遍历，找出所有与之相连的对象。未被到达的对象被认为是不可达的。

2. 标记清除：对可达的对象做标记，然后清除那些未被标记的对象所占用的内存。这是最简单但效率较低的方法。

3. 引用计数：为每个对象添加一个引用计数器，每当有一个地方引用这个对象时，计数器加一；当引用失效时，计数器减一。当计数器变为0时，就可以安全地回收该对象。然而，这种方法处理循环引用的情况较为困难。

4. 分代收集：将对象按照生命周期分成不同的代，年轻代的对象更容易成为垃圾，年老代的对象更可能长期存活。针对不同年代的对象使用不同的策略，比如年轻代频繁回收，年老代回收较少但深度更大。

5. 复制收集：年轻代回收时，将存活的对象复制到新的空间，然后废弃旧的空间。这样可以保证大部分对象都是连续存储，提高性能。

6. 压缩整理：回收过程中，为了优化内存布局，可能会将存活的对象移动到一起，腾出大片空闲内存。

Java使用的是分代收集算法，其中主要包括Young Generation（年轻代）、Tenured Generation（老年代）和Perm Generation（永久代）。垃圾回收器会定期检查各个代中的对象，根据对象的活跃程度决定是否进行回收。当内存不足时，垃圾回收器会被触发，回收不再使用的对象，以便释放内存给新分配的对象使用。