跟我學(xué)習(xí)javascript的垃圾回收機(jī)制與內(nèi)存管理_javascript技巧

Javascript具有自動(dòng)垃圾回收機(jī)制(GC:Garbage Collecation)，也就是說(shuō)，執(zhí)行環(huán)境會(huì)負(fù)責(zé)管理代碼執(zhí)行過(guò)程中使用的內(nèi)存。

原理：垃圾收集器會(huì)定期（周期性）找出那些不在繼續(xù)使用的變量，然后釋放其內(nèi)存。

JavaScript垃圾回收的機(jī)制很簡(jiǎn)單：找出不再使用的變量，然后釋放掉其占用的內(nèi)存，但是這個(gè)過(guò)程不是實(shí)時(shí)的，因?yàn)槠溟_銷比較大，所以垃圾回收器會(huì)按照固定的時(shí)間間隔周期性的執(zhí)行。

不再使用的變量也就是生命周期結(jié)束的變量，當(dāng)然只可能是局部變量，全局變量的生命周期直至瀏覽器卸載頁(yè)面才會(huì)結(jié)束。局部變量只在函數(shù)的執(zhí)行過(guò)程中存在，而在這個(gè)過(guò)程中會(huì)為局部變量在?；蚨焉戏峙湎鄳?yīng)的空間，以存儲(chǔ)它們的值，然后在函數(shù)中使用這些變量，直至函數(shù)結(jié)束，而閉包中由于內(nèi)部函數(shù)的原因，外部函數(shù)并不能算是結(jié)束。

還是上代碼說(shuō)明吧：

我們來(lái)看代碼是如何執(zhí)行的。首先定義了兩個(gè)function，分別叫做fn1和fn2，當(dāng)fn1被調(diào)用時(shí)，進(jìn)入fn1的環(huán)境，會(huì)開辟一塊內(nèi)存存放對(duì)象{name: 'hanzichi', age: 10}，而當(dāng)調(diào)用結(jié)束后，出了fn1的環(huán)境，那么該塊內(nèi)存會(huì)被js引擎中的垃圾回收器自動(dòng)釋放；在fn2被調(diào)用的過(guò)程中，返回的對(duì)象被全局變量b所指向，所以該塊內(nèi)存并不會(huì)被釋放。

這里問(wèn)題就出現(xiàn)了：到底哪個(gè)變量是沒有用的？所以垃圾收集器必須跟蹤到底哪個(gè)變量沒用，對(duì)于不再有用的變量打上標(biāo)記，以備將來(lái)收回其內(nèi)存。用于標(biāo)記的無(wú)用變量的策略可能因?qū)崿F(xiàn)而有所區(qū)別，通常情況下有兩種實(shí)現(xiàn)方式：標(biāo)記清除和引用計(jì)數(shù)。引用計(jì)數(shù)不太常用，標(biāo)記清除較為常用。

二、標(biāo)記清除

js中最常用的垃圾回收方式就是標(biāo)記清除。當(dāng)變量進(jìn)入環(huán)境時(shí)，例如，在函數(shù)中聲明一個(gè)變量，就將這個(gè)變量標(biāo)記為“進(jìn)入環(huán)境”。從邏輯上講，永遠(yuǎn)不能釋放進(jìn)入環(huán)境的變量所占用的內(nèi)存，因?yàn)橹灰獔?zhí)行流進(jìn)入相應(yīng)的環(huán)境，就可能會(huì)用到它們。而當(dāng)變量離開環(huán)境時(shí)，則將其標(biāo)記為“離開環(huán)境”。

　　垃圾回收器在運(yùn)行的時(shí)候會(huì)給存儲(chǔ)在內(nèi)存中的所有變量都加上標(biāo)記（當(dāng)然，可以使用任何標(biāo)記方式）。然后，它會(huì)去掉環(huán)境中的變量以及被環(huán)境中的變量引用的變量的標(biāo)記（閉包）。而在此之后再被加上標(biāo)記的變量將被視為準(zhǔn)備刪除的變量，原因是環(huán)境中的變量已經(jīng)無(wú)法訪問(wèn)到這些變量了。最后，垃圾回收器完成內(nèi)存清除工作，銷毀那些帶標(biāo)記的值并回收它們所占用的內(nèi)存空間。

　　到目前為止，IE、Firefox、Opera、Chrome、Safari的js實(shí)現(xiàn)使用的都是標(biāo)記清除的垃圾回收策略或類似的策略，只不過(guò)垃圾收集的時(shí)間間隔互不相同。

三、引用計(jì)數(shù)

　　引用計(jì)數(shù)的含義是跟蹤記錄每個(gè)值被引用的次數(shù)。當(dāng)聲明了一個(gè)變量并將一個(gè)引用類型值賦給該變量時(shí)，則這個(gè)值的引用次數(shù)就是1。如果同一個(gè)值又被賦給另一個(gè)變量，則該值的引用次數(shù)加1。相反，如果包含對(duì)這個(gè)值引用的變量又取得了另外一個(gè)值，則這個(gè)值的引用次數(shù)減1。當(dāng)這個(gè)值的引用次數(shù)變成0時(shí)，則說(shuō)明沒有辦法再訪問(wèn)這個(gè)值了，因而就可以將其占用的內(nèi)存空間回收回來(lái)。這樣，當(dāng)垃圾回收器下次再運(yùn)行時(shí)，它就會(huì)釋放那些引用次數(shù)為0的值所占用的內(nèi)存。

　　Netscape Navigator3是最早使用引用計(jì)數(shù)策略的瀏覽器，但很快它就遇到一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題：循環(huán)引用。循環(huán)引用指的是對(duì)象A中包含一個(gè)指向?qū)ο驜的指針，而對(duì)象B中也包含一個(gè)指向?qū)ο驛的引用。

　　以上代碼a和b的引用次數(shù)都是2，fn()執(zhí)行完畢后，兩個(gè)對(duì)象都已經(jīng)離開環(huán)境，在標(biāo)記清除方式下是沒有問(wèn)題的，但是在引用計(jì)數(shù)策略下，因?yàn)閍和b的引用次數(shù)不為0，所以不會(huì)被垃圾回收器回收內(nèi)存，如果fn函數(shù)被大量調(diào)用，就會(huì)造成內(nèi)存泄露。在IE7與IE8上，內(nèi)存直線上升。

我們知道，IE中有一部分對(duì)象并不是原生js對(duì)象。例如，其內(nèi)存泄露DOM和BOM中的對(duì)象就是使用C++以COM對(duì)象的形式實(shí)現(xiàn)的，而COM對(duì)象的垃圾回收機(jī)制采用的就是引用計(jì)數(shù)策略。因此，即使IE的js引擎采用標(biāo)記清除策略來(lái)實(shí)現(xiàn)，但js訪問(wèn)的COM對(duì)象依然是基于引用計(jì)數(shù)策略的。換句話說(shuō)，只要在IE中涉及COM對(duì)象，就會(huì)存在循環(huán)引用的問(wèn)題。

　　這個(gè)例子在一個(gè)DOM元素（element)與一個(gè)原生js對(duì)象（myObject)之間創(chuàng)建了循環(huán)引用。其中，變量myObject有一個(gè)名為element的屬性指向element對(duì)象；而變量element也有一個(gè)屬性名為o回指myObject。由于存在這個(gè)循環(huán)引用，即使例子中的DOM從頁(yè)面中移除，它也永遠(yuǎn)不會(huì)被回收。

看上面的例子，有同學(xué)回覺得太弱了，誰(shuí)會(huì)做這樣無(wú)聊的事情，其實(shí)我們是不是就在做

這段代碼看起來(lái)沒什么問(wèn)題，但是obj引用了document.getElementById(“element”)，而document.getElementById(“element”)的onclick方法會(huì)引用外部環(huán)境中德變量，自然也包括obj，是不是很隱蔽啊。

解決辦法

最簡(jiǎn)單的方式就是自己手工解除循環(huán)引用，比如剛才的函數(shù)可以這樣

將變量設(shè)置為null意味著切斷變量與它此前引用的值之間的連接。當(dāng)垃圾回收器下次運(yùn)行時(shí)，就會(huì)刪除這些值并回收它們占用的內(nèi)存。

要注意的是，IE9+并不存在循環(huán)引用導(dǎo)致Dom內(nèi)存泄露問(wèn)題，可能是微軟做了優(yōu)化，或者Dom的回收方式已經(jīng)改變

四、內(nèi)存管理

1、什么時(shí)候觸發(fā)垃圾回收？

垃圾回收器周期性運(yùn)行，如果分配的內(nèi)存非常多，那么回收工作也會(huì)很艱巨，確定垃圾回收時(shí)間間隔就變成了一個(gè)值得思考的問(wèn)題。IE6的垃圾回收是根據(jù)內(nèi)存分配量運(yùn)行的，當(dāng)環(huán)境中存在256個(gè)變量、4096個(gè)對(duì)象、64k的字符串任意一種情況的時(shí)候就會(huì)觸發(fā)垃圾回收器工作，看起來(lái)很科學(xué)，不用按一段時(shí)間就調(diào)用一次，有時(shí)候會(huì)沒必要，這樣按需調(diào)用不是很好嗎？但是如果環(huán)境中就是有這么多變量等一直存在，現(xiàn)在腳本如此復(fù)雜，很正常，那么結(jié)果就是垃圾回收器一直在工作，這樣瀏覽器就沒法兒玩兒了。

微軟在IE7中做了調(diào)整，觸發(fā)條件不再是固定的，而是動(dòng)態(tài)修改的，初始值和IE6相同，如果垃圾回收器回收的內(nèi)存分配量低于程序占用內(nèi)存的15%，說(shuō)明大部分內(nèi)存不可被回收，設(shè)的垃圾回收觸發(fā)條件過(guò)于敏感，這時(shí)候把臨街條件翻倍，如果回收的內(nèi)存高于85%，說(shuō)明大部分內(nèi)存早就該清理了，這時(shí)候把觸發(fā)條件置回。這樣就使垃圾回收工作職能了很多

2、合理的GC方案

1）、Javascript引擎基礎(chǔ)GC方案是（simple GC）：mark and sweep（標(biāo)記清除），即：

2）、GC的缺陷

和其他語(yǔ)言一樣，javascript的GC策略也無(wú)法避免一個(gè)問(wèn)題：GC時(shí)，停止響應(yīng)其他操作，這是為了安全考慮。而Javascript的GC在100ms甚至以上，對(duì)一般的應(yīng)用還好，但對(duì)于JS游戲，動(dòng)畫對(duì)連貫性要求比較高的應(yīng)用，就麻煩了。這就是新引擎需要優(yōu)化的點(diǎn)：避免GC造成的長(zhǎng)時(shí)間停止響應(yīng)。

3）、GC優(yōu)化策略

David大叔主要介紹了2個(gè)優(yōu)化方案，而這也是最主要的2個(gè)優(yōu)化方案了：

（1）分代回收（Generation GC）
這個(gè)和Java回收策略思想是一致的。目的是通過(guò)區(qū)分“臨時(shí)”與“持久”對(duì)象；多回收“臨時(shí)對(duì)象”區(qū)（young generation），少回收“持久對(duì)象”區(qū)（tenured generation），減少每次需遍歷的對(duì)象，從而減少每次GC的耗時(shí)。如圖：

這里需要補(bǔ)充的是：對(duì)于tenured generation對(duì)象，有額外的開銷：把它從young generation遷移到tenured generation，另外，如果被引用了，那引用的指向也需要修改。

（2）增量GC
這個(gè)方案的思想很簡(jiǎn)單，就是“每次處理一點(diǎn)，下次再處理一點(diǎn)，如此類推”。如圖：

這種方案，雖然耗時(shí)短，但中斷較多，帶來(lái)了上下文切換頻繁的問(wèn)題。

因?yàn)槊糠N方案都其適用場(chǎng)景和缺點(diǎn)，因此在實(shí)際應(yīng)用中，會(huì)根據(jù)實(shí)際情況選擇方案。

比如：低 (對(duì)象/s) 比率時(shí)，中斷執(zhí)行GC的頻率，simple GC更低些；如果大量對(duì)象都是長(zhǎng)期“存活”，則分代處理優(yōu)勢(shì)也不大。

參考：

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