JS中的垃圾回收和內(nèi)存泄漏是什么

了解JS中的垃圾回收和內(nèi)存泄漏是什么？這個問題可能是我們?nèi)粘W(xué)習(xí)或工作經(jīng)常見到的。希望通過這個問題能讓你收獲頗深。下面是小編給大家?guī)淼膮⒖純?nèi)容，讓我們一起來看看吧！

程序的運(yùn)行需要內(nèi)存。只要程序提出要求，操作系統(tǒng)或者運(yùn)行時就必須供給內(nèi)存。所謂的內(nèi)存泄漏簡單來說是不再用到的內(nèi)存，沒有及時釋放。為了更好避免內(nèi)存泄漏，我們先介紹Javascript垃圾回收機(jī)制。

在C與C++等語言中，開發(fā)人員可以直接控制內(nèi)存的申請和回收。但是在Java、C#、JavaScript語言中，變量的內(nèi)存空間的申請和釋放都由程序自己處理，開發(fā)人員不需要關(guān)心。也就是說Javascript具有自動垃圾回收機(jī)制(Garbage Collecation)。

一、垃圾回收的必要性

下面這段話引自《JavaScript權(quán)威指南（第四版）》

由于字符串、對象和數(shù)組沒有固定大小，所有當(dāng)他們的大小已知時，才能對他們進(jìn)行動態(tài)的存儲分配。JavaScript程序每次創(chuàng)建字符串、數(shù)組或?qū)ο髸r，解釋器都必須分配內(nèi)存來存儲那個實(shí)體。只要像這樣動態(tài)地分配了內(nèi)存，最終都要釋放這些內(nèi)存以便他們能夠被再用，否則，JavaScript的解釋器將會消耗完系統(tǒng)中所有可用的內(nèi)存，造成系統(tǒng)崩潰。

這段話解釋了為什么需要系統(tǒng)需要垃圾回收，JavaScript不像C/C++，它有自己的一套垃圾回收機(jī)制。

JavaScript垃圾回收的機(jī)制很簡單：找出不再使用的變量，然后釋放掉其占用的內(nèi)存，但是這個過程不是時時的，因?yàn)槠溟_銷比較大，所以垃圾回收器會按照固定的時間間隔周期性的執(zhí)行。

var a = "浪里行舟";
var b = "前端工匠";
var a = b; //重寫a

這段代碼運(yùn)行之后，“浪里行舟”這個字符串失去了引用（之前是被a引用），系統(tǒng)檢測到這個事實(shí)之后，就會釋放該字符串的存儲空間以便這些空間可以被再利用。

二、垃圾回收機(jī)制

垃圾回收機(jī)制怎么知道，哪些內(nèi)存不再需要呢？

垃圾回收有兩種方法：標(biāo)記清除、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。

1.標(biāo)記清除

這是javascript中最常用的垃圾回收方式。當(dāng)變量進(jìn)入執(zhí)行環(huán)境是，就標(biāo)記這個變量為“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，就可能會用到他們。當(dāng)變量離開環(huán)境時，則將其標(biāo)記為“離開環(huán)境”。

垃圾收集器在運(yùn)行的時候會給存儲在內(nèi)存中的所有變量都加上標(biāo)記。然后，它會去掉環(huán)境中的變量以及被環(huán)境中的變量引用的標(biāo)記。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)無法訪問到這些變量了。最后。垃圾收集器完成內(nèi)存清除工作，銷毀那些帶標(biāo)記的值，并回收他們所占用的內(nèi)存空間。

我們用個例子，解釋下這個方法：

var m = 0,n = 19 // 把 m,n,add() 標(biāo)記為進(jìn)入環(huán)境。
add(m, n) // 把 a, b, c標(biāo)記為進(jìn)入環(huán)境。
console.log(n) // a,b,c標(biāo)記為離開環(huán)境，等待垃圾回收。
function add(a, b) {
  a++
  var c = a + b
  return c
}

2. 引用計(jì)數(shù)

所謂"引用計(jì)數(shù)"是指語言引擎有一張"引用表"，保存了內(nèi)存里面所有的資源（通常是各種值）的引用次數(shù)。如果一個值的引用次數(shù)是0，就表示這個值不再用到了，因此可以將這塊內(nèi)存釋放。

上圖中，左下角的兩個值，沒有任何引用，所以可以釋放。

如果一個值不再需要了，引用數(shù)卻不為0，垃圾回收機(jī)制無法釋放這塊內(nèi)存，從而導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。

var arr = [1, 2, 3, 4];
arr = [2, 4, 5]
console.log('浪里行舟');

上面代碼中，數(shù)組[1, 2, 3, 4]是一個值，會占用內(nèi)存。變量arr是僅有的對這個值的引用，因此引用次數(shù)為1。盡管后面的代碼沒有用到arr，它還是會持續(xù)占用內(nèi)存。至于如何釋放內(nèi)存，我們下文介紹。

第三行代碼中，數(shù)組[1, 2, 3, 4]引用的變量arr又取得了另外一個值，則數(shù)組[1, 2, 3, 4]的引用次數(shù)就減1，此時它引用次數(shù)變成0，則說明沒有辦法再訪問這個值了，因而就可以將其所占的內(nèi)存空間給收回來。

但是引用計(jì)數(shù)有個最大的問題： 循環(huán)引用

function func() {
    let obj1 = {};
    let obj2 = {};

    obj1.a = obj2; // obj1 引用 obj2
    obj2.a = obj1; // obj2 引用 obj1
}

當(dāng)函數(shù) func 執(zhí)行結(jié)束后，返回值為 undefined，所以整個函數(shù)以及內(nèi)部的變量都應(yīng)該被回收，但根據(jù)引用計(jì)數(shù)方法，obj1 和 obj2 的引用次數(shù)都不為 0，所以他們不會被回收。

要解決循環(huán)引用的問題，最好是在不使用它們的時候手工將它們設(shè)為空。上面的例子可以這么做：

obj1 = null;
obj2 = null;

三、哪些情況會引起內(nèi)存泄漏？

雖然JavaScript會自動垃圾收集，但是如果我們的代碼寫法不當(dāng)，會讓變量一直處于“進(jìn)入環(huán)境”的狀態(tài)，無法被回收。下面列一下內(nèi)存泄漏常見的幾種情況：

1. 意外的全局變量

function foo(arg) {
    bar = "this is a hidden global variable";
}

bar沒被聲明,會變成一個全局變量,在頁面關(guān)閉之前不會被釋放。

另一種意外的全局變量可能由 this 創(chuàng)建:

function foo() {
    this.variable = "potential accidental global";
}
// foo 調(diào)用自己，this 指向了全局對象（window）
foo();

在 JavaScript 文件頭部加上 'use strict'，可以避免此類錯誤發(fā)生。啟用嚴(yán)格模式解析 JavaScript ，避免意外的全局變量。

2. 被遺忘的計(jì)時器或回調(diào)函數(shù)

var someResource = getData();
setInterval(function() {
    var node = document.getElementById('Node');
    if(node) {
        // 處理 node 和 someResource
        node.innerHTML = JSON.stringify(someResource));
    }
}, 1000);

這樣的代碼很常見，如果id為Node的元素從DOM中移除，該定時器仍會存在，同時，因?yàn)榛卣{(diào)函數(shù)中包含對someResource的引用，定時器外面的someResource也不會被釋放。

3. 閉包

function bindEvent(){
  var obj=document.createElement('xxx')
  obj.onclick=function(){
    // Even if it is a empty function
  }
}

閉包可以維持函數(shù)內(nèi)局部變量，使其得不到釋放。上例定義事件回調(diào)時，由于是函數(shù)內(nèi)定義函數(shù)，并且內(nèi)部函數(shù)--事件回調(diào)引用外部函數(shù)，形成了閉包。

// 將事件處理函數(shù)定義在外面
function bindEvent() {
  var obj = document.createElement('xxx')
  obj.onclick = onclickHandler
}
// 或者在定義事件處理函數(shù)的外部函數(shù)中，刪除對dom的引用
function bindEvent() {
  var obj = document.createElement('xxx')
  obj.onclick = function() {
    // Even if it is a empty function
  }
  obj = null
}

解決之道，將事件處理函數(shù)定義在外部，解除閉包，或者在定義事件處理函數(shù)的外部函數(shù)中，刪除對dom的引用。

4. 沒有清理的DOM元素引用

有時，保存 DOM 節(jié)點(diǎn)內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)很有用。假如你想快速更新表格的幾行內(nèi)容，把每一行 DOM 存成字典（JSON 鍵值對）或者數(shù)組很有意義。此時，同樣的 DOM 元素存在兩個引用：一個在 DOM 樹中，另一個在字典中。將來你決定刪除這些行時，需要把兩個引用都清除。

var elements = {
    button: document.getElementById('button'),
    image: document.getElementById('image'),
    text: document.getElementById('text')
};
function doStuff() {
    image.src = 'http://some.url/image';
    button.click();
    console.log(text.innerHTML);
}
function removeButton() {
    document.body.removeChild(document.getElementById('button'));
    // 此時，仍舊存在一個全局的 #button 的引用
    // elements 字典。button 元素仍舊在內(nèi)存中，不能被 GC 回收。
}

雖然我們用removeChild移除了button，但是還在elements對象里保存著#button的引用，換言之，DOM元素還在內(nèi)存里面。

四、內(nèi)存泄漏的識別方法

新版本的chrome在 performance 中查看：

步驟:

• 打開開發(fā)者工具 Performance
• 勾選 Screenshots 和 memory
• 左上角小圓點(diǎn)開始錄制(record)
• 停止錄制

圖中 Heap 對應(yīng)的部分就可以看到內(nèi)存在周期性的回落也可以看到垃圾回收的周期,如果垃圾回收之后的最低值(我們稱為min),min在不斷上漲,那么肯定是有較為嚴(yán)重的內(nèi)存泄漏問題。

避免內(nèi)存泄漏的一些方式：

• 減少不必要的全局變量，或者生命周期較長的對象，及時對無用的數(shù)據(jù)進(jìn)行垃圾回收
• 注意程序邏輯，避免“死循環(huán)”之類的
• 避免創(chuàng)建過多的對象

總而言之需要遵循一條原則：不用了的東西要及時歸還

五、垃圾回收的使用場景優(yōu)化

1. 數(shù)組array優(yōu)化

將[]賦值給一個數(shù)組對象，是清空數(shù)組的捷徑(例如： arr = [];),但是需要注意的是，這種方式又創(chuàng)建了一個新的空對象，并且將原來的數(shù)組對象變成了一小片內(nèi)存垃圾！實(shí)際上，將數(shù)組長度賦值為0（arr.length = 0）也能達(dá)到清空數(shù)組的目的，并且同時能實(shí)現(xiàn)數(shù)組重用，減少內(nèi)存垃圾的產(chǎn)生。

const arr = [1, 2, 3, 4];
console.log('浪里行舟');
arr.length = 0  // 可以直接讓數(shù)字清空，而且數(shù)組類型不變。
// arr = []; 雖然讓a變量成一個空數(shù)組,但是在堆上重新申請了一個空數(shù)組對象。

2. 對象盡量復(fù)用

對象盡量復(fù)用，尤其是在循環(huán)等地方出現(xiàn)創(chuàng)建新對象，能復(fù)用就復(fù)用。不用的對象，盡可能設(shè)置為null，盡快被垃圾回收掉。

var t = {} // 每次循環(huán)都會創(chuàng)建一個新對象。
for (var i = 0; i < 10; i++) {
  // var t = {};// 每次循環(huán)都會創(chuàng)建一個新對象。
  t.age = 19
  t.name = '123'
  t.index = i
  console.log(t)
}
t = null //對象如果已經(jīng)不用了，那就立即設(shè)置為null；等待垃圾回收。

3. 在循環(huán)中的函數(shù)表達(dá)式，能復(fù)用最好放到循環(huán)外面。

// 在循環(huán)中最好也別使用函數(shù)表達(dá)式。
for (var k = 0; k < 10; k++) {
  var t = function(a) {
    // 創(chuàng)建了10次  函數(shù)對象。
    console.log(a)
  }
  t(k)
}

// 推薦用法
function t(a) {
  console.log(a)
}
for (var k = 0; k < 10; k++) {
  t(k)
}
t = null

感謝各位的閱讀！看完上述內(nèi)容，你們對JS中的垃圾回收和內(nèi)存泄漏是什么大概了解了嗎？希望文章內(nèi)容對大家有所幫助。如果想了解更多相關(guān)文章內(nèi)容，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。