javascript权威指南_JavaScript垃圾回收机制

一、垃圾回收的必要性

1. 概述

下面这段话引自《JavaScript权威指南（第四版）》

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。

　　这段话解释了为什么需要系统需要垃圾回收，JS不像C/C++，他有自己的一套垃圾回收机制（Garbage Collection）。JavaScript的解释器可以检测到何时程序不再使用一个对象了，当他确定了一个对象是无用的时候，他就知道不再需要这个对象，可以把它所占用的内存释放掉了。

JS的垃圾回收机制是为了以防内存泄漏，内存泄漏的含义就是当已经不需要某块内存时这块内存还存在着，垃圾回收机制就是间歇的不定期的寻找到不再使用的变量，并释放掉它们所指向的内存。C#、Java、JavaScript有自动垃圾回收机制，但c++和c就没有垃圾回收机制，也许是因为垃圾回收机制必须由一种平台来实现。在JS中，JS的执行环境会负责管理代码执行过程中使用的内存。

2. 变量的生命周期

当一个变量的生命周期结束之后它所指向的内存就应该被释放。JS有两种变量，全局变量和在函数中产生的局部变量。局部变量的生命周期在函数执行过后就结束了，此时便可将它引用的内存释放（即垃圾回收），但全局变量生命周期会持续到浏览器关闭页面。

二、垃圾回收原理浅析

　　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（mark and sweep）、引用计数(reference counting)。

1.标记清除（mark and sweep）

JS中最常见的垃圾回收方式是标记清除。

工作原理：是当变量进入环境时，将这个变量标记为“进入环境”。当变量离开环境时，则将其标记为“离开环境”。标记“离开环境”的就回收内存。

工作流程：

1. 垃圾回收器，在运行的时候会给存储在内存中的所有变量都加上标记。

2. 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。

3. 再被加上标记的会被视为准备删除的变量。

4. 垃圾回收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。

2.引用计数(reference counting)

这种方式常常会引起内存泄漏，低版本的IE使用这种方式。

工作原理：跟踪记录每个值被引用的次数。

工作流程：

1. 声明了一个变量并将一个引用类型的值赋值给这个变量，这个引用类型值的引用次数就是1。

2. 同一个值又被赋值给另一个变量，这个引用类型值的引用次数加1.

3. 当包含这个引用类型值的变量又被赋值成另一个值了，那么这个引用类型值的引用次数1.

4. 当引用次数变成0时，说明没办法访问这个值了。

5. 当垃圾收集器下一次运行时，它就会释放引用次数是0的值所占的内存。

该方式会引起内存泄漏的原因是它不能解决循环引用的问题。

循环引用的时候就会释放不掉内存。循环引用就是对象A中包含另一个指向对象B的指针，B中也包含一个指向A的引用。因为IE中的BOM、DOM的实现使用了COM，而COM对象使用的垃圾收集机制是引用计数策略。所以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。

举例：

function sample(){
    var a={};
    var b={};
    a.prop = b;
    b.prop = a;
}

这种情况下每次调用sample()函数，a和b的引用计数都是2，会使这部分内存永远不会被释放，即内存泄漏。

三、减少JavaScript中的垃圾回收

首先，最明显的，new关键字就意味着一次内存分配，例如 new Foo()。最好的处理方法是：在初始化的时候新建对象，然后在后续过程中尽量多的重用这些创建好的对象。

另外还有以下三种内存分配表达式（可能不像new关键字那么明显了）：

• {} （创建一个新对象）
• [] （创建一个新数组）
• function() {…} (创建一个新的方法，注意：新建方法也会导致垃圾收集！！)

1、对象object优化

　　为了最大限度的实现对象的重用，应该像避使用new语句一样避免使用{}来新建对象。

　　{“foo”:”bar”}这种方式新建的带属性的对象，常常作为方法的返回值来使用，可是这将会导致过多的内存创建，因此最好的解决办法是：每一次函数调用完成之后，将需要返回的数据放入一个全局的对象中，并返回此全局对象。如果使用这种方式，就意味着每一次方法调用都会导致全局对象内容的修改，这有可能会导致错误的发生。因此，一定要对此全局对象的使用进行详细的注释和说明。

　　有一种方式能够保证对象（确保对象prototype上没有属性）的重复利用，那就是遍历此对象的所有属性，并逐个删除，最终将对象清理为一个空对象。

2、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。

3、方法function优化

　　方法一般都是在初始化的时候创建，并且此后很少在运行时进行动态内存分配，这就使得导致内存垃圾产生的方法，找起来就不是那么容易了。但是从另一角度来说，这更便于我们寻找了，因为只要是动态创建方法的地方，就有可能产生内存垃圾。例如：将方法作为返回值，就是一个动态创建方法的实例。

四、什么情况会引起内存泄漏？

虽然有垃圾回收机制但是我们编写代码操作不当还是会造成内存泄漏。

1. 意外的全局变量引起的内存泄漏。

原因：全局变量，不会被回收。

解决：使用严格模式避免。

2. 闭包引起的内存泄漏

原因：闭包可以维持函数内局部变量，使其得不到释放。

解决：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。

3. 没有清理的DOM元素引用

原因：虽然别的地方删除了，但是对象中还存在对dom的引用

解决：手动删除。

4. 被遗忘的定时器或者回调

原因：定时器中有dom的引用，即使dom删除了，但是定时器还在，所以内存中还是有这个dom。

解决：手动删除定时器和dom。

5. 子元素存在引用引起的内存泄漏

原因：div中的ul li 得到这个div，会间接引用某个得到的li，那么此时因为div间接引用li，即使li被清空，也还是在内存中，并且只要li不被删除，他的父元素都不会被删除。

解决：手动删除清空。

五、什么放在内存中？什么不放在内存中？

基本类型是：Undefined/Null/Boolean/Number/String

基本类型的值存在内存中，被保存在栈内存中。从一个变量向另一个变量复制基本类型的值，会创建这个值的一个副本。

引用类型：object

引用类型的值是对象，保存在堆内存中。

1. 包含引用类型值的变量实际上包含的并不是对象本身，而是一个指向该对象的指针。从一个变量向另一个变量复制引用类型的值，复制的其实是指针，因此两个变量最终都指向同一个对象。

2. js不允许直接访问内存中的位置，也就是不能直接访问操作对象的内存空间。在操作对象时，实际上是在操作对象的引用而不是实际的对象。

六、栈和堆的区别

1、堆栈空间分配区别：

　　1、栈（操作系统）：由操作系统自动分配释放 ，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈；

　　2、堆（操作系统）： 一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收，分配方式倒是类似于链表。

2、堆栈缓存方式区别：

　　1、栈使用的是一级缓存， 他们通常都是被调用时处于存储空间中，调用完毕立即释放；

　　2、堆是存放在二级缓存中，生命周期由虚拟机的垃圾回收算法来决定（并不是一旦成为孤儿对象就能被回收）。所以调用这些对象的速度要相对来得低一些。

3、堆栈数据结构区别：

　　堆（数据结构）：堆可以被看成是一棵树，如：堆排序；

　　栈（数据结构）：一种先进后出的数据结构。