笔记：原始值与引用值执行上下文与作用域垃圾回收

Posted 2022-11-29 karshey

文章目录

• • 1.原始值与引用值
  • • 1.1 动态属性
    • 1.2 复制值
    • 1.3 传递参数
    • 1.4 确定类型
  • 2.执行上下文与作用域
  • • 2.1 作用域链增强
    • 2.2 变量声明
    • • 2.2.1 使用 var 的函数作用域声明
      • 2.2.2 使用 let 的块级作用域声明
      • 2.2.3 使用 const 的常量声明
  • 3.垃圾回收
  • • 3.1 标记清理（常用）
    • 3.2 引用计数
    • 3.3 性能
    • 3.4 内存管理
    • • 3.4.1 通过 const 和 let 声明提升性能
      • 3.4.2 隐藏类和删除操作
    • 3.5 内存泄漏
  • 小结

第四章是重点。

1.原始值与引用值

变量有两种类型：原始值、引用值。
原始值：Undefined、Null、Boolean、Number、String 和 Symbol。
引用值：保存在内存中的对象。（访问内存中的对象其实是访问引用值，因为javascript 不允许直接访问内存位置）

1.1 动态属性

对于引用值而言，可以随时添加、修改和删除其属性和方法。
只有引用值可以动态添加后面可以使用的属性，原始值动态添加的属性会是undefined。

原始类型的初始化可以只使用原始字面量形式，如：

1.2 复制值

原始值：

let num1=1
let num2=num1
num1++

此时num1是2，num2是1。两个变量可以独立使用，互不干扰。

引用值：

let obj1 = new Object(); 
let obj2 = obj1; 
obj1.name = "Nicholas"; 
console.log(obj2.name); // "Nicholas" 

这里复制的是指针。obj1和obj2指向同一个对象。

1.3 传递参数

ECMAScript 中所有函数的参数都是按值传递的。

在按值传递参数时，值会被复制到一个局部变量。在按引用传递参数时，值在内存中的位置会被保存在一个局部变量（传的是指针），这意味着对本地变量的修改会反映到函数外部。

如：函数中的num是局部变量，所以不会影响到count。

function addTen(num)  
 num += 10; 
 return num; 
 
let count = 20; 
let result = addTen(count); 
console.log(count); // 20，没有变化
console.log(result); // 30 

又如：

function setName(obj)  
	obj.name = "Nicholas"; 
	obj = new Object(); 
	obj.name = "Greg"; 
 
let person = new Object(); 
setName(person); 
console.log(person.name); // "Nicholas" 

• person先指向一个对象（我们称他为A）
• obj是一个局部变量，它和person指向同一个对象
• obj动态添加属性，于是A上有了一个属性（Nicholas）
• obj指向新的对象（我们称它为B）
• obj动态添加属性，于是B上有了一个属性（Greg）
• 因此person.name是Nicholas

1.4 确定类型

typeof 操作符：判断一个变量是否为字符串、数值、布尔值或 undefined。如果是对象或null，返回Object。

instanceof：

• 如果变量是给定引用类型的实例，则 instanceof 操作符返回 true。
• 所有引用值都是 Object 的实例。
• 用 instanceof 检测原始值，则返回 false，因为原始值不是对象。

result = variable instanceof constructor

2.执行上下文与作用域

执行上下文包括：全局上下文、函数上下文。

变量对象（variable object）：执行上下文中定义的所有变量和函数都存在于这个对象上。

在浏览器中，全局上下文是window 对象：

• 通过 var 定义的全局变量和函数会成为 window 对象的属性和方法
• 使用 let 和 const 的顶级声明不会定义在全局上下文中，但在作用域链解析上效果一样的

上下文在其所有代码都执行完毕后会被销毁，包括定义在它上面的所有变量和函数（全局上下文在应用程序退出前才会被销毁，比如关闭网页或退出浏览器）。

如果上下文是函数，则其活动对象activation object用作变量对象。

作用域链：决定了各级上下文中的代码在访问变量和函数时的顺序。

内部上下文可以通过作用域链访问外部上下文中的一切。

一个例子：

这里的上下文：

• 全局上下文
• changeColor()的局部上下文
• swapColors()的局部上下文

作用域链如图：

2.1 作用域链增强

某些语句会导致在作用域链前端临时添加一个上下文，这个上下文在代码执
行后会被删除。即：

• try/catch 语句的 catch 块：创建新的变量对象，它会包含要抛出的错误对象的声明。
• with语句：向作用域链前端添加指定的对象

2.2 变量声明

增加了 let 和 const 两个关键字。

2.2.1 使用 var 的函数作用域声明

使用 var 声明变量时，变量会被自动添加到最接近的上下文：

• 在函数和with语句中，最接近的上下文是函数上下文
• 如果变量未经声明就被初始化了，那么它就会自动被添加到全局上下文

function add(num1, num2)  
	sum = num1 + num2; //没有声明,自动添加到全局上下文
	return sum; 
 
let result = add(10, 20); // 30 
console.log(sum); // 30 

var 声明会被拿到函数或全局作用域的顶部，位于作用域中所有代码之前，即提升：

console.log(name); // undefined 
var name = 'Jake'; 
function()  
	 console.log(name); // undefined 
	 var name = 'Jake'; 
 

相当于：

var name;
console.log(name); // undefined 
name = 'Jake'; 
function()  
	 var name;
	 console.log(name); // undefined 
	 name = 'Jake'; 
 

2.2.2 使用 let 的块级作用域声明

let：

• 作用域是块级，由最近的一对包含花括号界定。
• 在同一作用域内不能声明两次（var可以，var会忽略多余的声明）
• 适合在循环中声明迭代变量（使用 var 声明的迭代变量会泄漏到循环外部，因为使用 var 声明变量时，变量会被自动添加到最接近的上下文）

2.2.3 使用 const 的常量声明

• 使用 const 声明的变量必须同时初始化为某个值
• 一经声明，在其生命周期的任何时候都不能再重新赋予新值
• 其他方面与let相同
• const 声明只应用到顶级原语或者对象：赋值为对象的 const 变量不能再被重新赋值为其他引用值，但对象的键则不受限制（可以随意添加属性方法），如：

const o1 = ; 
o1 = ; // TypeError: 给常量赋值

const o2 = ; 
o2.name = 'Jake'; 
console.log(o2.name); // 'Jake' 

3.垃圾回收

垃圾回收：执行环境负责在代码执行时管理内存。
基本思路：确定哪个变量不会再使用，然后释放它占用的内存。周期性的。

两种标记策略：标记清理和引用计数。

3.1 标记清理（常用）

• 垃圾回收程序运行的时候，会标记内存中存储的所有变量
• 将所有在上下文中的变量，以及被在上下文中的变量引用的变量的标记去掉
• 有标记的变量是待删除的

3.2 引用计数

思路：每个值都记录它被引用的次数。

• 声明变量并给它赋一个引用值时，这个值的引用数为 1
• 同一个值又被赋给另一个变量，引用数加 1
• 保存对该值引用的变量被其他值覆盖了，引用数减 1
• 引用数为 0 时，可以安全地收回其内存

遇到的问题：循环引用

• 是对象 A 有一个指针指向对象 B，而对象 B 也引用了对象 A，如：

objectA、objectB引用值都是2.

function problem()  
	 let objectA = new Object(); 
	 let objectB = new Object(); 
	 objectA.someOtherObject = objectB; 
	 objectB.anotherObject = objectA; 
 

解决方案：把变量设置为 null 会切断变量与其之前引用值之间的关系。当下次垃圾回收程序运行时，这些值就会被删除，内存也会被回收。

3.3 性能

如果内存中分配了很多变量，则可能造成性能损失，因此垃圾回收的时间调度很重要。

IE7 发布后，JavaScript 引擎的垃圾回收程序被调优为动态改变分配变量、字面量或数组槽位等会触 发垃圾回收的阈值。IE7的起始阈值都与 IE6 的相同。如果垃圾回收程序回收的内存不到已分配的 15%，这些变量、字面量或数组槽位的阈值就会翻倍。如果有一次回收的内存达到已分配的 85%，则阈值重置为默认值。这么一个简单的修改，极大地提升了重度依赖 JavaScript 的网页在浏览器中的性能。

3.4 内存管理

分配给浏览器的内存通常比分配给桌面软件的要少，这是出于安全考虑：避免运行大量 JavaScript 的网页耗尽系统内存而导致操作系统崩溃。

• 将内存占用量保持在一个较小的值可以让页面性能更好。
• 优化内存占用的最佳手段：保证在执行代码时只保存必要的数据。
• 若数据不再必要，把它设置为 null，从而释放其引用。
• 这也可以叫作解除引用。
• 这个建议最适合全局变量和全局对象的属性。局部变量在超出作用域后会被自动解除引用。
• 解除引用的关键：确保相关的值已经不在上下文里

3.4.1 通过 const 和 let 声明提升性能

const和let都以块为作用域，可能会更早地让垃圾回收程序介入，尽早回收应该回收的内存。

3.4.2 隐藏类和删除操作

如代码：V8 会在后台配置，让这两个类实例共享相同的隐藏类，因为这两个实例共享同一个构造函数和原型。

function Article()  
 	this.title = 'Inauguration Ceremony Features Kazoo Band'; 
 
let a1 = new Article(); 
let a2 = new Article(); 

如果又添加了一句：它们就不共享同一个隐藏类。

a2.author = 'Jake';

如果：这样避免了“先创建后补充”的动态属性赋值，两个实例又共享同一个隐藏类（不考虑 hasOwnProperty 的返回值）

function Article(opt_author)  
	 this.title = 'Inauguration Ceremony Features Kazoo Band'; 
	 this.author = opt_author; 
 
let a1 = new Article(); 
let a2 = new Article('Jake'); 

如果又添加了一句：它们又不共享同一个隐藏类。
动态删除属性与动态添加属性导致的后果一样。

delete a1.author;

最好的方法：把不想要的属性设置为null，这样又可以保持隐藏类，又可以达到删除引用值供垃圾回收程序回收的效果。

3.5 内存泄漏

JavaScript 中的内存泄漏大部分是由不合理的引用导致的。

1. 意外声明全局变量
2. 定时器
3. 闭包
4. 静态分配与对象池

意外声明全局变量

解释器会把变量name当作window的属性来创建。

function setName()  
 	name = 'Jake'; 
 

解决方法：在变量声明前头加上 var、let 或 const 关键字。

定时器

只要定时器还在运行，回调函数中的name就不会被回收。

let name = 'Jake'; 
setInterval(() =>  
	 console.log(name); 
, 100); 

闭包

调用 outer()会导致分配给 name 的内存被泄漏。
以上代码执行后创建了一个内部闭包，只要返回的函数存在就不能清理 name，因为闭包一直在引用着它。

let outer = function()  
 	let name = 'Jake'; 
	return function()  
 		return name; 
 ; 
; 

静态分配与对象池

• 一个关键问题：如何减少浏览器执行垃圾回收的次数。
• 实际上，开发者可以间接控制触发垃圾回收的条件。
• 理论上，如果能够合理使用分配的内存，避免多余的垃圾回收，就可以保住因释放内存而损失的性能
• 浏览器决定何时运行垃圾回收程序的一个标准就是对象更替的速度。

如：调用这个函数会创建新对象，修改它，再返回给调用者。如果这个对象生命周期很短，则很快会被回收。如果频繁地调用这个函数，就可能有频繁的垃圾回收。

function addVector(a, b)  
	 let resultant = new Vector(); 
	 resultant.x = a.x + b.x; 
	 resultant.y = a.y + b.y; 
	 return resultant; 
 

解决方法：不要动态创建矢量对象。

function addVector(a, b, resultant)  
	 resultant.x = a.x + b.x; 
	 resultant.y = a.y + b.y; 
	 return resultant; 
 

在哪里创建矢量可以不让垃圾回收调度程序盯上呢？对象池

在初始化的某一时刻，可以创建一个对象池，用来管理一组可回收的对象。应用程序可以向这个对象池请求一个对象、设置其属性、使用它，然后在操作完成后再把它还给对象池。由于没发生对象初始化，垃圾回收探测就不会发现有对象更替，因此垃圾回收程序就不会那么频繁地运行。

注意：静态分配是优化的一种极端形式。大多数情况下不考虑。

小结