javaScript垃圾回收机制

Posted 2022-02-12 mengxiangji

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了javaScript垃圾回收机制相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

什么是垃圾回收

js具有垃圾回收机制，也就是说，执行环境会负责管理代码执行过程中使用的内存。而在c和c++之类的语言中，开发人员的一项基本任务就是手工跟踪内存的使用情况，这是造成许多问题的一个根源。在边写js程序时开发人员不用在关心内存的使用问题，所需内存的分配以及无用内存的回收完全实现了自动化管理。这种垃圾收集机制的原理其实也很简单：找出那些不再继续使用的变量，然后释放掉其占用的内存。为此垃圾收集其会按照固定的时间间隔（或代码执行中预定的收集时间），周期性的执行这一操作。

变量的生命周期

下面我们来分析一下函数中局部变量的正常生命周期。局部变量只在函数执行过程中存在。而在这个过程中，会为局部变量在栈（或堆）内存中分配相应的内存空间，以便存储它们的值，然后在函数中使用这些变量，直至函数执行结束。此时局部变量就没有存在的必要了，因此可以释放它们的内存一共将来使用。在这种情况下，很容易判断变量是否还有存在的必要；但并非所有情况下都这么容易就能得出结论，垃圾收集器必须追踪那个变量有用那个变量没用，对于不再有用的变量打上标记，以备将来收回其占用的内存，用于标识无用变量的策略可能会因实现而异，但具体到浏览器中的实现，则通常有两种策略。

标记清除

js中最常用的垃圾收集方式就是标记清除。当变量进入环境（例如,在函数中声明一个变量）时，就将这个变量标记为"进入环境"。从逻辑上讲，用远不能释放进入环境的变量所占的内存，因为只要执行流进入相应的环境，就可能会用到它们。而当变量离开环境时，则将其标记为"离开环境"。

可以使用任何方式来标记变量。比如，可以通过翻转某个特殊的位来记录一个变量如是进入环境，或者使用一个"进入环境的"变量列表及一个"离开环境的"变量列表来跟踪哪个变量发生了变化。说到底，如何标记变量其实并不重要，关键在于采取什么策略。

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（当然，可以使用任何标记方法）。然后，它会去掉环境中的变量以及被环境中的变量引用的变量的标记。而在此之后在被加上标记的变量将被是为准备删除的变量，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它们所占用的内存空间。

IE、FireFox、Opera、Chrome、和Safari的javascript实现使用的都是标记清除式的垃圾收集策略（或类似的策略），只不过垃圾收集的时间间隔略有不同。

引用计数

另一种不太常见的垃圾收集策略叫做引用计数。引用计数的含义是跟踪记录每个值被引用的次数。当声明一个变量并将一个引用类型值赋给该变量时，则这个值的引用次数就是1。如果同一个值又被赋值给了另一个变量，则该值的引用次数+1。相反包含对这个值的引用的变量又取得了另外一个值，则这个值的引用次数减一。当这个值的引用次数变成0时，则说明没有办法在访问这个值了，因此就可以将其占用的内存空间收回来。这样，当垃圾收集器下次在运行时，他就会释放那些引用次数为0的值所占用的内存。

引用计数的问题

引用计数的严重问题：循环引用。循环引用指的是对象A中包含一个指向对象B的指针，而对象B中也包含一个指向对象A的引用。

        function fn() 
             let objectA = new Object();
             let objectB = new Object();
             objectA.b = objectB;
             objectB.a = objectA;

在这个例子中，objectA和objectB通过各自的属性引用；也就是说，这两个对象的引用次数都是2。在采用标记清除策略的实现中，由于函数执行之后，这两个对象都离开了作用域，因此这种相互引用不是个问题。但在采用引用计数的实现中，当函数执行完毕后，objectA和objectB还将继续存在，因为它们的引用次数永远也不会是0。假如这个函数被重复多次调用，就会导致大量内存得不到回收。

ie9版本之前有不一分对象并不是原生javaScript对象。例如，其BOM和DOM中的对象就是使用C++以COM(组件对象模型)对象的形式实现的，而COM对象的垃圾收集机制就是采用的引用计数策略。因此，即使ie的javaScript引擎是使用标记清除策略来实现的，但javaScripr访问的COM对象依然是基于引用计数策略的。换句话说，只要在IE中设计COM对象，就会存在引用计数的问题。下面是一个简单的例子：

        let ele = document.getElementById('div');
        let obj = new Object();
        obj.ele = ele;
        ele.myObj = obj;

这个例子在一个DOM元素（ele）与一个原生javascript对象（obj）之间，创造了循环引用。其中，变量obj有一个属性ele属性窒息那个ele对象；而变量ele也有一个属性名myObj指向obj。由于这个循环引用，即使例子中的DOM从页面中移除，他也永远不会被回收。

为了避免类似这样的循环引用问题，最好在不使用的时候手工断开原生javaScript对象与DOM元素之间的链接。例如可以使用下面的代码消除上面的循环引用

        obj.ele = null;
        ele.myObj = null;

将变量设置为null意味者切断变量与它此前引用的值之间的链接。当垃圾收集器下次运行时，就会删除这些值并回收它们占用的内存。

为了解决上述问题，IE9把DOM和BOM对象都转换成了真正的javaScript对象和。这样就避免了两种垃圾收集算法的并存导致的问题，也消除了常见的内存泄漏的情况

管理内存

使用具备垃圾收集机制的语言编写程序，开发人员一般不必担心内存管理的问题。但是JavaScript在进行内存管理及垃圾收集时面临的问题是有点与众不同的。其中主要的一个问题，就是分配给web浏览器的可用内存数量通常要比分配给桌面应用程序的少。这样做的目的主要是出于安全方面的考虑，目的是防止运行JavaScript的网页耗尽全部系统的内存而导致系统崩溃。内存限制问题不仅回你影响给你变量分配内存，同时还会影响调用栈以及在一个线程中能够同时执行的语句数量。

因此确保占用最少的内存可以让页面获得更好的性能。而优化内存占用的最佳方式，就是为执行中的代码只保存必要的数据。一旦数据不再有用，最好通过将其值蛇追为null来释放其引用---这个做法叫做解除引用。这一做法适用于大多数全局变量和全局对象的属性。局部变量会在他们离开执行环境时自动被解除引用，如下面这个例子

        function createObj(name) 
            let obj = new Object();
            obj.name = name;
            return obj
        
        let globalObj = createObj('haha');
        // 手工解除obj的引用
        globalObj = null;

在上面例子中，变量obj取得了createObj()函数返回的值。在createObj()函数内部，我们创建了一个对象并将赋值给obj，然后又为该对象添加了一个name属性。最后，当调用这个函数时，obj以函数返回值的形式赋值给全局变量globalObj。由于obj在函数执行完毕后就离开了执行环境，因此我们无需显式的去为它解除引用。但对于全局变量globalObj，则需要我们在不使用它的时候手工为它清除引用。

不过，解除一个值的引用并不意味者自动回收该值所占用的内存。解除引用的真正作用是让值脱离执行环境，以便垃圾收集器下次运行是将其回收。