JS高级——内存管理和闭包

Posted 2022-03-29 小小白学计算机

0、预备知识

0.1 认识内存管理

不管什么样的编程语言，在代码的执行过程中都是需要给它分配内存的，不同的是某些编程语言需要我们自己手动的管理内存，某些编程语言会可以自动帮助我们管理内存：

不管以什么样的方式来管理内存，内存的管理都会有如下的生命周期：

• 第一步：分配申请你需要的内存（申请）；
• 第二步：使用分配的内存（存放一些东西，比如对象等）；
• 第三步：不需要使用时，对其进行释放；

不同的编程语言对于第一步和第三步会有不同的实现：

• 手动管理内存：比如C、C++，包括早期的OC，都是需要手动来管理内存的申请和释放的（malloc和free函数）；
• 自动管理内存：比如Java、javascript、Python、Swift、Dart等，它们有自动帮助我们管理内存；

我们可以知道JavaScript通常情况下是不需要手动来管理的。

0.2 JS的内存管理

JavaScript会在定义变量时为我们分配内存。但是内存分配方式是一样的吗？

• JS对于基本数据类型内存的分配会在执行时，直接在栈空间进行分配；
• JS对于复杂数据类型内存的分配会在堆内存中开辟一块空间，并且将这块空间的指针返回值变量引用；
  

0.3 JS的垃圾回收

因为内存的大小是有限的，所以当内存不再需要的时候，我们需要对其进行释放，以便腾出更多的内存空间。

在手动管理内存的语言中，我们需要通过一些方式自己来释放不再需要的内存，比如free函数：

• 但是这种管理的方式其实非常的低效，影响我们编写逻辑的代码的效率；
• 并且这种方式对开发者的要求也很高，并且一不小心就会产生内存泄露；

所以大部分现代的编程语言都是有自己的垃圾回收机制：

• 垃圾回收的英文是Garbage Collection，简称GC；
• 对于那些不再使用的对象，我们都称之为是垃圾，它需要被回收，以释放更多的内存空间；
• 而我们的语言运行环境，比如Java的运行环境JVM，JavaScript的运行环境js引擎都会内存 垃圾回收器；
• 垃圾回收器我们也会简称为GC，所以在很多地方你看到GC其实指的是垃圾回收器；

但是这里又出现了另外一个很关键的问题：GC怎么知道哪些对象是不再使用的呢？

• 这里就要用到GC的算法了

0.3.1 常见的GC算法 – 引用计数

引用计数：

• 当一个对象有一个引用指向它时，那么这个对象的引用就+1，当一个对象的引用为0时，这个对象就可以被销毁掉；
• 这个算法有一个很大的弊端就是会产生循环引用，比如如下：循环引用的两个obj无法被GC回收
  

0.3.2 常见的GC算法 – 标记清除

标记清除：

• 这个算法是设置一个根对象（root object）（在浏览器中，这个根对象就是全局对象GO），垃圾回收器会定期从这个根开始，找所有从根开始有引用到的对象，对于哪些没有引用到的对象，就认为是不可用的对象；
• 这个算法可以很好的解决循环引用的问题；
  
  JS引擎比较广泛的采用的就是标记清除算法，当然类似于V8引擎为了进行更好的优化，它在算法的实现细节上也会结合一些其他的算法。

一、JS中闭包的定义

• 一个普通的函数function，如果它可以访问外层作用于的自由变量，那么这个函数就是一个闭包；
• 从广义的角度来说：JavaScript中的函数都是闭包；
• 从狭义的角度来说：JavaScript中一个函数，如果访问了外层作用于的变量，那么它是一个闭包；

二、闭包的访问过程（内存图）

如果我们编写了如下的代码，它一定是形成了闭包的：

2.1 创建GO对象，创建全局执行上下文并压入执行上下文栈中

2.2 执行foo()，创建foo函数的AO对象

2.3 创建foo函数执行上下文并压入执行上下文栈中，然后开始执行foo函数内的代码

2.4 foo函数执行结束，将foo函数执行上下文弹出栈

2.5 执行fn()函数，创建fn函数(bar)的AO对象，创建fn函数（bar）的函数执行上下文并压入执行上下文栈中

2.6 fn函数（bar）执行完成，将fn函数（bar）的函数执行上下文弹出栈，垃圾回收器销毁bar函数的AO对象

注意：在此之前，是存在内存泄漏的，因为foo函数执行结束了，但是foo函数的AO对象并没有被销毁（因为有bar函数对象指向它）。foo函数的AO对象是应该被销毁的但没被销毁，所以说存在内存泄露！

2.7 执行fn = null，由于fn变量指向null，bar函数的AO对象没有任何变量指向，所以垃圾回收器会销毁bar函数的AO对象

2.8 由于bar函数的AO对象被垃圾回收器销毁，foo函数的AO对象没有任何变量指向，也会被垃圾回收器销毁

2.9 指向foo = null，foo变量指向null，不再指向foo函数对象

2.10 由于foo函数对象没有任何变量指向，所以会被垃圾回收器销毁

三、AO不使用的属性

我们来研究一个问题：AO对象不会被销毁时，是否里面的所有属性都不会被释放？

• 下面这段代码中name属于闭包的父作用域里面的变量；
• 我们知道形成闭包之后count一定不会被销毁掉，那么name是否会被销毁掉呢？
• 这里我打上了断点，我们可以在浏览器上看看结果；
  

答案：AO不使用的属性name是会被销毁的