一、垃圾回收機制—GC

Javascript具有自動垃圾回收機制(GC:Garbage Collecation)，也就是說，執(zhí)行環(huán)境會負責管理代碼執(zhí)行過程中使用的內存。

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

JavaScript垃圾回收的機制很簡單：找出不再使用的變量，然后釋放掉其占用的內存，但是這個過程不是實時的，因為其開銷比較大，所以垃圾回收器會按照固定的時間間隔周期性的執(zhí)行。

不再使用的變量也就是生命周期結束的變量，當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面才會結束。局部變量只在函數(shù)的執(zhí)行過程中存在，而在這個過程中會為局部變量在棧或堆上分配相應的空間，以存儲它們的值，然后在函數(shù)中使用這些變量，直至函數(shù)結束，而閉包中由于內部函數(shù)的原因，外部函數(shù)并不能算是結束。

還是上代碼說明吧：

function fn1() {
 var obj = {name: 'hanzichi', age: 10};
}

function fn2() {
 var obj = {name:'hanzichi', age: 10};
 return obj;
}

var a = fn1();
var b = fn2();

我們來看代碼是如何執(zhí)行的。首先定義了兩個function，分別叫做fn1和fn2，當fn1被調用時，進入fn1的環(huán)境，會開辟一塊內存存放對象{name: 'hanzichi', age: 10}，而當調用結束后，出了fn1的環(huán)境，那么該塊內存會被js引擎中的垃圾回收器自動釋放；在fn2被調用的過程中，返回的對象被全局變量b所指向，所以該塊內存并不會被釋放。

這里問題就出現(xiàn)了：到底哪個變量是沒有用的？所以垃圾收集器必須跟蹤到底哪個變量沒用，對于不再有用的變量打上標記，以備將來收回其內存。用于標記的無用變量的策略可能因實現(xiàn)而有所區(qū)別，通常情況下有兩種實現(xiàn)方式：標記清除和引用計數(shù)。引用計數(shù)不太常用，標記清除較為常用。

二、標記清除

js中最常用的垃圾回收方式就是標記清除。當變量進入環(huán)境時，例如，在函數(shù)中聲明一個變量，就將這個變量標記為“進入環(huán)境”。從邏輯上講，永遠不能釋放進入環(huán)境的變量所占用的內存，因為只要執(zhí)行流進入相應的環(huán)境，就可能會用到它們。而當變量離開環(huán)境時，則將其標記為“離開環(huán)境”。

function test(){
 var a = 10 ; //被標記 ，進入環(huán)境 
 var b = 20 ; //被標記 ，進入環(huán)境
}
test(); //執(zhí)行完畢 之后 a、b又被標離開環(huán)境，被回收。

　　垃圾回收器在運行的時候會給存儲在內存中的所有變量都加上標記（當然，可以使用任何標記方式）。然后，它會去掉環(huán)境中的變量以及被環(huán)境中的變量引用的變量的標記（閉包）。而在此之后再被加上標記的變量將被視為準備刪除的變量，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，垃圾回收器完成內存清除工作，銷毀那些帶標記的值并回收它們所占用的內存空間。

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

三、引用計數(shù)

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

function test(){
 var a = {} ; //a的引用次數(shù)為0 
 var b = a ; //a的引用次數(shù)加1，為1 
 var c =a; //a的引用次數(shù)再加1，為2
 var b ={}; //a的引用次數(shù)減1，為1
}

　　Netscape Navigator3是最早使用引用計數(shù)策略的瀏覽器，但很快它就遇到一個嚴重的問題：循環(huán)引用。循環(huán)引用指的是對象A中包含一個指向對象B的指針，而對象B中也包含一個指向對象A的引用。

function fn() {
 var a = {};
 var b = {};
 a.pro = b;
 b.pro = a;
}

fn();

　　以上代碼a和b的引用次數(shù)都是2，fn()執(zhí)行完畢后，兩個對象都已經(jīng)離開環(huán)境，在標記清除方式下是沒有問題的，但是在引用計數(shù)策略下，因為a和b的引用次數(shù)不為0，所以不會被垃圾回收器回收內存，如果fn函數(shù)被大量調用，就會造成內存泄露。在IE7與IE8上，內存直線上升。

我們知道，IE中有一部分對象并不是原生js對象。例如，其內存泄露DOM和BOM中的對象就是使用C++以COM對象的形式實現(xiàn)的，而COM對象的垃圾回收機制采用的就是引用計數(shù)策略。因此，即使IE的js引擎采用標記清除策略來實現(xiàn)，但js訪問的COM對象依然是基于引用計數(shù)策略的。換句話說，只要在IE中涉及COM對象，就會存在循環(huán)引用的問題。

var element = document.getElementById("some_element");
var myObject = new Object();
myObject.e = element;
element.o = myObject;

　　這個例子在一個DOM元素（element)與一個原生js對象（myObject)之間創(chuàng)建了循環(huán)引用。其中，變量myObject有一個名為element的屬性指向element對象；而變量element也有一個屬性名為o回指myObject。由于存在這個循環(huán)引用，即使例子中的DOM從頁面中移除，它也永遠不會被回收。

看上面的例子，有同學回覺得太弱了，誰會做這樣無聊的事情，其實我們是不是就在做

window.onload=function outerFunction(){
 var obj = document.getElementById("element");
 obj.onclick=function innerFunction(){};
};

這段代碼看起來沒什么問題，但是obj引用了document.getElementById(“element”)，而document.getElementById(“element”)的onclick方法會引用外部環(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

myObject.element = null;
element.o = null;

window.onload=function outerFunction(){
 var obj = document.getElementById("element");
 obj.onclick=function innerFunction(){};
 obj=null;
};

將變量設置為null意味著切斷變量與它此前引用的值之間的連接。當垃圾回收器下次運行時，就會刪除這些值并回收它們占用的內存。

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

四、內存管理

1、什么時候觸發(fā)垃圾回收？

垃圾回收器周期性運行，如果分配的內存非常多，那么回收工作也會很艱巨，確定垃圾回收時間間隔就變成了一個值得思考的問題。IE6的垃圾回收是根據(jù)內存分配量運行的，當環(huán)境中存在256個變量、4096個對象、64k的字符串任意一種情況的時候就會觸發(fā)垃圾回收器工作，看起來很科學，不用按一段時間就調用一次，有時候會沒必要，這樣按需調用不是很好嗎？但是如果環(huán)境中就是有這么多變量等一直存在，現(xiàn)在腳本如此復雜，很正常，那么結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中做了調整，觸發(fā)條件不再是固定的，而是動態(tài)修改的，初始值和IE6相同，如果垃圾回收器回收的內存分配量低于程序占用內存的15%，說明大部分內存不可被回收，設的垃圾回收觸發(fā)條件過于敏感，這時候把臨街條件翻倍，如果回收的內存高于85%，說明大部分內存早就該清理了，這時候把觸發(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GC方案是（simple GC）：mark and sweep（標記清除），即：

• （1）遍歷所有可訪問的對象。
• （2）回收已不可訪問的對象。

2）、GC的缺陷

和其他語言一樣，javascript的GC策略也無法避免一個問題：GC時，停止響應其他操作，這是為了安全考慮。而Javascript的GC在100ms甚至以上，對一般的應用還好，但對于JS游戲，動畫對連貫性要求比較高的應用，就麻煩了。這就是新引擎需要優(yōu)化的點：避免GC造成的長時間停止響應。

3）、GC優(yōu)化策略

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

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

這里需要補充的是：對于tenured generation對象，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
這個方案的思想很簡單，就是“每次處理一點，下次再處理一點，如此類推”。如圖：

這種方案，雖然耗時短，但中斷較多，帶來了上下文切換頻繁的問題。

因為每種方案都其適用場景和缺點，因此在實際應用中，會根據(jù)實際情況選擇方案。

比如：低 (對象/s) 比率時，中斷執(zhí)行GC的頻率，simple GC更低些；如果大量對象都是長期“存活”，則分代處理優(yōu)勢也不大。

參考：

以上就是關于javascript的垃圾回收機制與內存管理的全部內容，希望對大家的學習有所幫助。

最新評論