javascript垃圾收集機(jī)制的原理分析
前面的話
javascript具有自動(dòng)垃圾收集機(jī)制,執(zhí)行環(huán)境會(huì)負(fù)責(zé)管理代碼執(zhí)行過程中使用的內(nèi)存。在編寫javascript程序時(shí),開發(fā)人員不用再關(guān)心內(nèi)存使用問題,所需內(nèi)存的分配以及無用內(nèi)存的回收完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)管理。下面將詳細(xì)介紹javascript的垃圾收集機(jī)制
原理
垃圾收集機(jī)制的原理很簡(jiǎn)單:找出那些不再繼續(xù)使用的變量,然后釋放其占用的內(nèi)存,垃圾收集器會(huì)按照固定的時(shí)間間隔,或代碼執(zhí)行中預(yù)定的收集時(shí)間,周期性地執(zhí)行這一操作
局部變量只在函數(shù)執(zhí)行的過程中存在。而在這個(gè)過程中,會(huì)為局部變量在棧(或堆)內(nèi)存上分配相應(yīng)的空間,以便存儲(chǔ)它們的值。然后在函數(shù)中使用這些變量,直到函數(shù)執(zhí)行結(jié)束。此時(shí),局部變量就沒有存在的必要了。因此可以釋放它們的內(nèi)存以供將來使用。在這種情況下,很容易判斷變量是否還有存在的必要;但并非所有情況下都這么容易就能得出結(jié)論
垃圾收集器必須跟蹤哪個(gè)變量有用哪個(gè)變量無用,對(duì)于不再有用的變量打上標(biāo)記,以備將來收回其所占用的內(nèi)存。用于標(biāo)識(shí)無用變量的策略通常有標(biāo)記清除和引用計(jì)數(shù)兩種
標(biāo)記清除
javascript中最常用的垃圾收集方式是標(biāo)記清除(mark-and-sweep),當(dāng)變量進(jìn)入環(huán)境(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'
可以用任何方式來標(biāo)記變量。比如,可以通過翻轉(zhuǎn)某個(gè)特殊的位來記錄一個(gè)變量何時(shí)進(jìn)入環(huán)境,或者使用一個(gè)'進(jìn)入環(huán)境的'變量列表以及一個(gè)'離開環(huán)境'的變量列表來跟蹤哪個(gè)變量發(fā)生了變化。說到底,如何標(biāo)記變量其實(shí)并不重要,關(guān)鍵在于采取什么策略
垃圾收集器在運(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。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。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)記的值并回收它們所占用的內(nèi)存空間
大多數(shù)瀏覽器實(shí)現(xiàn)使用的都是標(biāo)記清除式的垃圾收集策略,只不過垃圾收集的時(shí)間互有不同
引用計(jì)數(shù)
另一種不太常見的垃圾收集策略叫做引用計(jì)數(shù)(reference counting)
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)值的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)為0時(shí),則說明沒有辦法再訪問這個(gè)值了,因此就可以將其占用的內(nèi)存空間回收回來。這樣,當(dāng)垃圾收集器下次再運(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 Navigator3.0是最早使用引用計(jì)數(shù)策略的瀏覽器,但很快它就遇到了一個(gè)嚴(yán)重的問題——循環(huán)引用:對(duì)象A中包含一個(gè)指向?qū)ο驜的指針,對(duì)象B中也包含一個(gè)指向?qū)ο驛的指針
function problem(){ var objectA = new Object(); var objectB = new Object(); objectA.someOtherObject = objectB; objectB.anotherObject = objectA; }
在這個(gè)例子中,objectA和objectB通過各自的屬性相互引用,這兩個(gè)對(duì)象的引用次數(shù)都是2。在采用標(biāo)記清除策略的實(shí)現(xiàn)中,由于函數(shù)執(zhí)行之后,這兩個(gè)對(duì)象都離開了作用域,因此這種相互引用不是問題。但在采用引用計(jì)數(shù)策略的實(shí)現(xiàn)中,當(dāng)函數(shù)執(zhí)行完畢之后,objectA和objectB還將繼續(xù)存在,因?yàn)樗鼈兊囊么螖?shù)永遠(yuǎn)不會(huì)是0。假如這個(gè)函數(shù)被重復(fù)多次調(diào)用,就會(huì)導(dǎo)致大量?jī)?nèi)存得不到回收
IE中有一部分對(duì)象并不是原生javascript對(duì)象,例如,其BOM和DOM中的對(duì)象就是使用c++以COM(component Object Model 組件對(duì)象模型)對(duì)象的形式實(shí)現(xiàn),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javascript引擎是使用標(biāo)記清除策略來實(shí)現(xiàn)的,但javascript訪問的COM對(duì)象依然是基于引用計(jì)數(shù)策略的。換句話說,只要在IE中涉及COM對(duì)象,就會(huì)存在循環(huán)引用的問題
var element = document.getElementById('some_element'); var myObject = new Object(); myObject.element = element; element.someObject = myObject;
這個(gè)例子在一個(gè)DOM元素(element)與一個(gè)原生javascript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someObject的屬性指向myObject。由于存在這個(gè)循環(huán)引用,即使將例子中的DOM從頁面中移除,它也永遠(yuǎn)不會(huì)被回收
為了避免類似這樣的循環(huán)引用,最好是在不使用它們的時(shí)候手工斷開原生javascript和DOM元素之間的連接
myObject.element = null; element.someObject = null;
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)垃圾收集器下次運(yùn)行時(shí),就會(huì)刪除這些值并回收它們占用的內(nèi)存
為了解決此問題,IE9把BOM和DOM對(duì)象都轉(zhuǎn)換成了真正的javascript對(duì)象
性能問題
垃圾收集器是周期性運(yùn)行的,而且如果為變量分配的內(nèi)存數(shù)量很可觀,那么回收工作量也是相當(dāng)大的。在這種情況下,確定垃圾收集時(shí)間間隔是一個(gè)非常重要的問題
IE的垃圾收集器是根據(jù)內(nèi)存分配量運(yùn)行的。具體一點(diǎn)說,就是256個(gè)變量,4096個(gè)對(duì)象(或數(shù)組)字面量和數(shù)組元素(slot)或者64kb的字符串。達(dá)到上述任何一個(gè)臨界值,垃圾收集器就會(huì)運(yùn)行
這種實(shí)現(xiàn)方式的問題在于,如果一個(gè)腳本中包含那么多變量,那么該腳本很可能會(huì)在其生命周期中一直保有那么多的變量。而這樣一來,垃圾收集器就不得不頻繁地運(yùn)行。結(jié)果,由此引發(fā)的嚴(yán)重性能問題促使IE7重寫了其垃圾收集例程
IE7的javascript引擎的垃圾收集例程改變了工作方式:觸發(fā)垃圾收集的變量分配、字面量和數(shù)組元素的臨界值被調(diào)整為動(dòng)態(tài)修正。IE7中的各項(xiàng)臨界值在初始時(shí)與IE6相等。如果垃圾收集例程回收的內(nèi)存分配量低于15%,則變量、字面量和數(shù)組元素的臨界值就會(huì)加倍。如果例程回收了85%的內(nèi)存分配量,則將各種臨界值重置回默認(rèn)值。這樣,極大地提升了IE在運(yùn)行包含大量javascript的頁面時(shí)的性能
事實(shí)上,在有的瀏覽器中可以觸發(fā)垃圾收集過程。在IE中,調(diào)用window.CollectGarbage()方法會(huì)立即執(zhí)行垃圾收集
內(nèi)存管理
使用具備垃圾收集機(jī)制的javascript的主要問題在于:分配給web瀏覽器的可用內(nèi)存數(shù)量通常要比分配給桌面應(yīng)用程序的少,目的是防止運(yùn)行javascript的網(wǎng)頁耗盡全部系統(tǒng)內(nèi)存而導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。內(nèi)存限制問題不僅會(huì)影響給變量分配內(nèi)存,同時(shí)還會(huì)影響調(diào)用棧以及在一個(gè)線程中能夠同時(shí)執(zhí)行的語句數(shù)量
因此,確保占用最少的內(nèi)存可以讓頁面獲得更好的性能。而優(yōu)化內(nèi)存占用的最佳方式是:為執(zhí)行中的代碼只保存必要的數(shù)據(jù)。一旦數(shù)據(jù)不再有用,最好通過將其值設(shè)置為null來釋放其引用,這種做法叫解除引用(dereferencing)。這一做法適用于大多數(shù)全局變量和全局對(duì)象的屬性,局部變量會(huì)在它們離開執(zhí)行環(huán)境時(shí)自動(dòng)被解除引用
function createPerson(name){ var localPerson = new Object(); localPerson.name = name; return localPerson; } var globalPerson = createPerson('test'); globalPerson = null;
不過,要注意的是,解除一個(gè)值的引用并不意味著自動(dòng)回收該值所占用的內(nèi)存。解除引用的真正作用是讓值脫離執(zhí)行環(huán)境,以便垃圾收集器下次運(yùn)行時(shí)將其回收
以上就是本文的全部?jī)?nèi)容,希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作能帶來一定的幫助,如果有疑問大家可以留言交流,同時(shí)也希望多多支持腳本之家!
相關(guān)文章
JavaScript高級(jí)程序設(shè)計(jì) 閱讀筆記(十二) js內(nèi)置對(duì)象Math
js內(nèi)置對(duì)象Math使用介紹, 需要的朋友可以參考下2012-08-08JavaScript實(shí)現(xiàn)的原生態(tài)兼容IE6可調(diào)可控滾動(dòng)文字功能詳解
這篇文章主要介紹了JavaScript實(shí)現(xiàn)的原生態(tài)兼容IE6可調(diào)可控滾動(dòng)文字功能,簡(jiǎn)單說明了文字滾動(dòng)的實(shí)現(xiàn)原理并結(jié)合具體實(shí)例形式給出了javascript文字滾動(dòng)功能的具體實(shí)現(xiàn)代碼,需要的朋友可以參考下2017-09-09javascript檢查瀏覽器是否支持flash的實(shí)現(xiàn)代碼
這篇文章主要介紹了javascript檢查瀏覽器是否支持flash的實(shí)現(xiàn)代碼,需要的朋友可以參考下2014-08-08javascript實(shí)時(shí)顯示當(dāng)天日期的方法
這篇文章主要介紹了javascript實(shí)時(shí)顯示當(dāng)天日期的方法,可實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前日期及星期的功能,非常簡(jiǎn)單實(shí)用,需要的朋友可以參考下2015-05-05bootstrap-table獲取表格數(shù)據(jù)的多種方式
這篇文章主要介紹了bootstrap-table獲取表格數(shù)據(jù)的多種方式,bootstrap-table獲取值得兩種方式,一種是通過data獲取,一種是通過url獲取,需要的朋友可以參考下2023-10-10JavaScript計(jì)劃任務(wù)后臺(tái)運(yùn)行的方法
這篇文章主要介紹了JavaScript計(jì)劃任務(wù)后臺(tái)運(yùn)行的方法,需要的朋友可以參考下2015-12-12