红皮书：变量作用域和内存问题

Posted 2020-09-10 风雨后见彩虹

基本类型和引用类型的值

ECMAScript变量可能包含两种不同数据类型的值：基本类型值和引用类型值。基本类型值指的是简单的数据段，而引用类型的值指那些可能有多个值构成的对象。

动态的属性

var person = new Object();
person.name = "Nicholas";
alert(person.name); // Nicholas
var name = "Nicholas";
name.age = 27;
alert(name.age); // undefined

这说明只能给引用类型值动态添加属性。

复制变量值

var num1 = 5;
var num2 = num1;

num1中保存的值是5.当使用num1的值来初始化num2时，num2中也保存了值5.但num2中的5与num1中的5是完全独立的，该值只是num1中5的一个副本。

var obj1 = new Object();
var obj2 = obj1;
obj1.name = "Nicholas";
alert(obj2.name); // Nicholas

变量obj1保存了一个对象的新实例。然后，这个值被复制到了obj2中；换句话说，obj1和obj2都指向同一个对象。这样，当为obj1添加name属性后，可以通过obj2来访问这个属性。

传递参数

ECMAScript中所有函数的参数都是按值传递的。也就是说把函数外部的值复制给函数内部的参数，就和把值从一个变量复制到另一个变量一样。有不少开发人员会感到困惑，因为访问变量有按值和按引用两种方式。而参数只能按值传递。

function addTen(num){
    num +=10;
    return num;
}

var count = 20;
var result = addTen(count);
alert(count); // 20, 没有变化
alert(result); //30

function setName(obj){
    obj.name = "Nicholas";
}

var person = new Object();
setName(person);
alert(person.name); // "Nicholas"

function setName(obj){
    obj.name = "Nicholas";
    obj = new Object();
    obj.name = "Greg";
}

var person = new Object();
setName(person);
alert(person.name); // "Nicholas"

如果person是按引用传递的，那么person就会自动被修改为指向其name属性值为"Greg"的新对象。

执行环境及作用域

var color = "blue";
    function changeColor(){
        if(color == ‘blue‘){
             color = ‘red‘;
        }else{
            color = ‘blue‘;
        }
    }
    changeColor();
    alert(‘color is now‘ + color); //red

垃圾收集

垃圾回收

javascript具有垃圾回收的机制，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。其余的不多说，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）内存上分配相应的空间，以便存储他们的值。然后在函数中使用这些变量，直到函数结束。此时，局部变量就没有存在的必要了，因此可以释放他们所占的内存以供他们使用。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。

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。

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。

但是用这种方法存在着一个问题，下面来看看代码：

function problem(){
     var objA = new Object();
     var objB = new Object();
     objA.someOtherObject  = objB;
     objB.anotherObject = objA;
}

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。

我们知道，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。看看下面的这个简单的例子：

var element = document.getElementById("some_element");
var myObj = new Object();
myObj.element = element;
element.someObject = myObj;

上面这个例子中，在一个DOM元素(element)与一个原生JavaScript对象(myObj)之间建立了循环引用。其中，变量myObj有一个名为element的属性指向element；而变量element有一个名为someObject的属性回指到myObj。由于循环引用，即使将例子中的DOM从页面中移除，内存也永远不会回收。

不过上面的问题也不是不能解决，我们可以手动切断他们的循环引用。

myObj.element = null;
element.someObject = null;

管理内存

使用JavaScript编程，我们一般都不需要管内存回收的问题，如果说想要写出高水平的代码还是有点问题值得注意。一个主要问题就是分配给WEB浏览器的可用内存通常比分配给桌面应用程序要少。这样做的目的主要是出自于安全方面的考虑，目的是防止运行JavaScript的网页耗尽全部系统内存导致系统崩溃。内存限制问题不仅会影响给变量分配内存，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的数量。

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，就是执行中的代码只保存必要的数据。一旦数据不在有用，最好通过将其值设置为null来释放其引用——这个做法叫解除引用。这一做法适合于大多数全局变量和局部变量的属性。局部变量会在他们离开执行环境的时候自动被解除引用，下面来看看代码：

function createPerson(name){
       var localPerson = new Object();
       localPerson.name = name;
       return localPerson;
}
var globalPerson = createPerson("Tracy");
globalPerson = null; //手工解除引用

在这个例子中，变量globalPerson取得了createPerson()函数的返回值。在createPerson()函数内部，我们创建了一个对象并将其值赋给局部变量localPerson，然后又为局部变量添加了一个名为name 的属性。最后，当调用这个函数的时候，localPerson以函数值的形式返回并赋值给globalPerson。由于localPerson在createPerson()函数执行完毕后就离开了执行环境，因此无需我们显示地去为他们解除引用。但是对于globalPerson而言，则需要我们不使用它的时候手动为他解除引用。

不过，解除一个值的引用并不意味着自动回收该值所占的内存。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时将其回收。