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JavaScript垃圾回收机制

1、what?

垃圾回收:js代码想要运行,需要操作系统或者运行时提供内存空间,来存储变量及它的值。在某些变量(例如局部变量)在不参与运行时,就需要系统回收被占用的内存空间,称为垃圾回收

内存泄漏:某些情况下,不再用到的变量所占内存没有及时释放,导致程序运行中,内存越占越大,极端情况下可导致系统崩溃、服务器宕机。

在C与C++等语言中,开发人员可以直接控制内存的申请和回收。但是在Java、C#、JavaScript语言中,变量的内存空间的申请和释放都由程序自己处理,开发人员不需要关心。也就是说Javascript具有自动垃圾回收机制(GC:Garbage Collecation)。

JavaScript垃圾回收的机制很简单:找出不再使用的变量,然后释放掉其占用的内存

2、why?

 由于字符串、对象和数组没有固定大小,所有当他们的大小已知时,才能对他们进行动态的存储分配。JavaScript程序每次创建字符串、数组或对象时,解释器都必须分配内存来存储那个实体。只要像这样动态地分配了内存,最终都要释放这些内存以便他们能够被再用,否则,JavaScript的解释器将会消耗完系统中所有可用的内存,造成系统崩溃。

---------《JavaScript权威指南(第四版)》

3、when?

垃圾回收器周期性运行,如果分配的内存非常多,那么回收工作也会很艰巨,确定垃圾回收时间间隔就变成了一个值得思考的问题。

IE6的垃圾回收是根据内存分配量运行的,当环境中存在256个变量、4096个对象、64k的字符串任意一种情况的时候就会触发垃圾回收器工作,看起来很科学,不用按一段时间就调用一次,有时候会没必要,这样按需调用不是很好吗?但是如果环境中就是有这么多变量等一直存在,现在脚本如此复杂,很正常,那么结果就是垃圾回收器一直在工作,这样浏览器就没法儿玩儿了。

微软在IE7中做了调整,触发条件不再是固定的,而是动态修改的,初始值和IE6相同,如果垃圾回收器回收的内存分配量低于程序占用内存的15%,说明大部分内存不可被回收,设的垃圾回收触发条件过于敏感,这时候把临界条件翻倍,如果回收的内存高于85%,说明大部分内存早就该清理了,这时候把触发条件置回。这样就使垃圾回收工作职能了很多。

同C# 、Java一样我们可以手工调用垃圾回收程序,但是由于其消耗大量资源,而且我们手工调用的不会比浏览器判断的准确,所以不推荐手工调用垃圾回收。

4、how?

 现在各大浏览器通常用采用的垃圾回收有两种方法:标记清除、引用计数。

1、引用计数

  另一种不太常见的垃圾回收策略是引用计数。引用计数的含义是跟踪记录每个值被引用的次数。当声明了一个变量并将一个引用类型赋值给该变量时,则这个值的引用次数就是1。相反,如果包含对这个值引用的变量又取得了另外一个值,则这个值的引用次数就减1。当这个引用次数变成0时,则说明没有办法再访问这个值了,因而就可以将其所占的内存空间给收回来。这样,垃圾收集器下次再运行时,它就会释放那些引用次数为0的值所占的内存。

   引用计数有个最大的问题: 循环引用

  比如对象A有一个属性指向对象B,而对象B也有有一个属性指向对象A,这样相互引用.

function func() {
    let obj1 = {};
    let obj2 = {};
obj1.a </span>= obj2; <span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;"> obj1 引用 obj2</span>
obj2.a = obj1; <span style="color: #008000;">//</span><span style="color: #008000;"> obj2 引用 obj1</span>

}

  在这个例子中,objA和objB通过各自的属性相互引用;也就是说这两个对象的引用次数都是2。在采用引用计数的策略中,由于函数执行之后,这两个对象都离开了作用域,函数执行完成之后,objA和objB还将会继续存在,因为他们的引用次数永远不会是0。这样的相互引用如果说很大量的存在就会导致大量的内存泄露。

  解决:手动解除引用

obj1.a = null;
obj2.a = null;

2、标记清除

  这是javascript中最常用的垃圾回收方式。当变量进入执行环境是,就标记这个变量为“进入环境”。从逻辑上讲,永远不能释放进入环境的变量所占用的内存,因为只要执行流进入相应的环境,就可能会用到他们。当变量离开环境时,则将其标记为“离开环境”。

  垃圾收集器在运行的时候会给存储在内存中的所有变量都加上标记。然后,它会去掉环境中的变量以及被环境中的变量引用的标记。而在此之后再被加上标记的变量将被视为准备删除的变量,原因是环境中的变量已经无法访问到这些变量了。最后。垃圾收集器完成内存清除工作,销毁那些带标记的值,并回收他们所占用的内存空间。

  标记清除也会遇到循环引用的问题。IE中有一部分对象并不是原生JavaScript对象。例如,其BOM和DOM中的对象就是使用C++以COM(Component Object Model,组件对象)对象的形式实现的,而COM对象的垃圾回收器就是采用的引用计数的策略。因此,即使IE的Javascript引擎使用标记清除的策略来实现的,但JavaScript访问的COM对象依然是基于引用计数的策略的。说白了,只要IE中涉及COM对象,就会存在循环引用的问题。

  解决:手工断开js对象和DOM之间的链接。赋值为null。IE9把DOM和BOM转换成真正的JS对象了,所以避免了这个问题。

5、避免垃圾回收

通过上面内容了解了,浏览器虽然可以自动化执行垃圾回收,但如果项目比较大代码复杂,回收执行代价较大,某些情况甚至不能识别回收

1.数组array优化

将[]赋值给一个数组对象,是清空数组的捷径(例如: arr = [];),但是需要注意的是,这种方式又创建了一个新的空对象,并且将原来的数组对象变成了一小片内存垃圾!实际上,将数组长度赋值为0(arr.length = 0)也能达到清空数组的目的,并且同时能实现数组重用,减少内存垃圾的产生。 

2. 对象尽量复用

对象尽量复用,尤其是在循环等地方出现创建新对象,能复用就复用。不用的对象,尽可能设置为null,尽快被垃圾回收掉。

3.循环优化

在循环中的函数表达式,能复用最好放到循环外面。

6、避免内存泄漏

1.意外的全局变量

function foo(arg) {
    bar = "this is a hidden global variable";
}

bar没被声明,会变成一个全局变量,在页面关闭之前不会被释放。

另一种意外的全局变量可能由 this 创建:

function foo() {
    this.variable = "potential accidental global";
}
// foo 调用自己,this 指向了全局对象(window)
foo();

在 JavaScript 文件头部加上 'use strict',可以避免此类错误发生。启用严格模式解析 JavaScript ,避免意外的全局变量。

2.被遗忘的计时器或回调函数

var someResource = getData();
setInterval(function() {
    var node = document.getElementById('Node');
    if(node) {
        // 处理 node 和 someResource
        node.innerHTML = JSON.stringify(someResource));
    }
}, 1000);

这样的代码很常见,如果id为Node的元素从DOM中移除,该定时器仍会存在,同时,因为回调函数中包含对someResource的引用,定时器外面的someResource也不会被释放。

3.闭包

function bindEvent(){
  var obj=document.createElement('xxx')
  obj.onclick=function(){
    // Even if it is a empty function
  }
}

闭包可以维持函数内局部变量,使其得不到释放。上例定义事件回调时,由于是函数内定义函数,并且内部函数--事件回调引用外部函数,形成了闭包

// 将事件处理函数定义在外面
function bindEvent() {
  var obj = document.createElement('xxx')
  obj.onclick = onclickHandler
}
// 或者在定义事件处理函数的外部函数中,删除对dom的引用
function bindEvent() {
  var obj = document.createElement('xxx')
  obj.onclick = function() {
    // Even if it is a empty function
  }
  obj = null
}

解决之道,将事件处理函数定义在外部,解除闭包,或者在定义事件处理函数的外部函数中,删除对dom的引用。

4.没有清理的DOM元素引用

有时,保存 DOM 节点内部数据结构很有用。假如你想快速更新表格的几行内容,把每一行 DOM 存成字典(JSON 键值对)或者数组很有意义。此时,同样的 DOM 元素存在两个引用:一个在 DOM 树中,另一个在字典中。将来你决定删除这些行时,需要把两个引用都清除。

var elements = {
    button: document.getElementById('button'),
    image: document.getElementById('image'),
    text: document.getElementById('text')
};
function doStuff() {
    image.src = 'http://some.url/image';
    button.click();
    console.log(text.innerHTML);
}
function removeButton() {
    document.body.removeChild(document.getElementById('button'));
    // 此时,仍旧存在一个全局的 #button 的引用
    // elements 字典。button 元素仍旧在内存中,不能被 GC 回收。
}

虽然我们用removeChild移除了button,但是还在elements对象里保存着#button的引用,换言之,DOM元素还在内存里面。

原文链接:https://www.linuxidc.com/Linux/2019-07/159329.htm

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