摘要:內(nèi)存回收內(nèi)存泄漏前言最近在細(xì)讀高級(jí)程序設(shè)計(jì),對(duì)于我而言,中文版,書(shū)中很多地方一筆帶過(guò),所以用自己所理解的,嘗試細(xì)致解讀下。內(nèi)存回收在談內(nèi)存泄漏之前,首先,先了解下的內(nèi)存回收機(jī)制。
內(nèi)存回收 && 內(nèi)存泄漏
前言:最近在細(xì)讀Javascript高級(jí)程序設(shè)計(jì),對(duì)于我而言,中文版,書(shū)中很多地方一筆帶過(guò),所以用自己所理解的,嘗試細(xì)致解讀下。如有紕漏或錯(cuò)誤,會(huì)非常感謝您的指出。文中絕大部分內(nèi)容引用自《JavaScript高級(jí)程序設(shè)計(jì)第三版》。
內(nèi)存回收在談“內(nèi)存泄漏”之前,首先,先了解下JavaScript的內(nèi)存回收機(jī)制。
JavaScript具有內(nèi)存自動(dòng)回收機(jī)制,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。
而在C和C++之類(lèi)的語(yǔ)言中,開(kāi)發(fā)人員的一項(xiàng)基本任務(wù)就是手動(dòng)跟蹤內(nèi)存的使用情況,這是造成許多問(wèn)題的根源。
在編寫(xiě)JavaScript程序時(shí),開(kāi)發(fā)人員不用再關(guān)心內(nèi)存使用問(wèn)題,所需內(nèi)存的分配以及所用內(nèi)存的回收,完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)管理。
這種內(nèi)存回收機(jī)制的原理,其實(shí)很簡(jiǎn)單。即: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。
內(nèi)存回收器會(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。
回顧下, 函數(shù)中局部變量的正常生命周期。
局部變量只在函數(shù)執(zhí)行的過(guò)程中存在。而在這個(gè)過(guò)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,直至函數(shù)執(zhí)行結(jié)束。
此時(shí),局部變量就沒(méi)有存在的必要了,因此可以釋放它們的內(nèi)存以供將來(lái)使用。
在這種情況下,很容易判斷變量是否還有存在的必要了。
但是,實(shí)際情況卻很復(fù)雜,不是那么容易得出結(jié)論的。
內(nèi)存回收器必須跟蹤哪個(gè)變量有用,哪個(gè)變量沒(méi)用。
對(duì)于不再有用的變量打上標(biāo)記,以備將來(lái)回收其占用的內(nèi)存。
用于標(biāo)識(shí)無(wú)用變量的策略可能會(huì)因?qū)崿F(xiàn)而異,具體到瀏覽器中的實(shí)現(xiàn),則通常有兩種策略。
標(biāo)記清除策略JavaScript中最常用的內(nèi)存回收方式是標(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)時(shí),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)入執(zhí)行環(huán)境的變量所占用的內(nèi)存,只要執(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(kāi)環(huán)境時(shí),則將其標(biāo)記為“離開(kāi)環(huán)境”。
可以使用任何方式來(lái)標(biāo)記變量。比如,可以通過(guò)翻轉(zhuǎn)某個(gè)特殊的位來(lái)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(kāi)環(huán)境的”變量列表,來(lái)跟蹤變量。說(shuō)到底,如何標(biāo)記變量其實(shí)不重要,關(guān)鍵在于采取什么策略。
內(nèi)存回收器在運(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)境中正在引用的變量的標(biāo)記(標(biāo)記意味著要被回收)。
而后,再被加上標(biāo)記的變量被視為準(zhǔn)備回收,因?yàn)榄h(huán)境中的變量已經(jīng)無(wú)法訪問(wèn)到這些變量了。
最后,內(nèi)存回收器完成內(nèi)存回收工作,銷(xiāo)毀那些帶標(biāo)記的值,并回收它們所占用的內(nèi)存空間。
IE、Firefox、Opera、Chrome和Safari的JavaScript內(nèi)存回收,使用的都是標(biāo)記清除氏的內(nèi)存回收策略,只不過(guò)內(nèi)存回收的時(shí)間間隔互有不同。
引用計(jì)數(shù)這一部分可稍作了解
另一種不太常見(jiàn)的內(nèi)存回收策略,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(lèi)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)值又被賦給另外一個(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(méi)有辦法再訪問(wèn)這個(gè)值了,因而可以將其占用的內(nèi)存空間回收。
當(dāng)內(nèi)存回收器再次運(yùn)行時(shí),它就會(huì)釋放那些引用次數(shù)為零的值所占用的內(nèi)存。
Netscape Navigator 3.0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。
function referenceCountingProblem () { //調(diào)用函數(shù)并執(zhí)行的話 var objectA = new Object(); // objectA引用值的reference counting 為1 var objectB = new Object(); // objectB引用值的reference counting 為1 objectA.otherObject = objectB; // 現(xiàn)在objectB引用值的reference counting為2 objectB.anotherObject = objectA; // 現(xiàn)在objectA引用值的reference counting為2 }
在這個(gè)例子中,objectA和objectB通過(guò)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(kāi)了作用域,因此這種相互引用不是個(gè)問(wèn)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)行完畢后,objectA和objectB還將繼續(xù)存在,因?yàn)樗鼈兊囊么螖?shù)永遠(yuǎn)不是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。 為此,Netscape在Navigator4.0中放棄了引用計(jì)數(shù)策略,
轉(zhuǎn)而采用標(biāo)記清除(mark-and-sweep)來(lái)實(shí)現(xiàn)其內(nèi)存回收機(jī)制。
可是,引用計(jì)數(shù)導(dǎo)致的麻煩并為就此終結(jié)。
IE中有一部分對(duì)象并不是原生JavaScript對(duì)象。 例如,BOM和DOM中的對(duì)象就是使用C++以COM對(duì)象(Component Object Model,組件對(duì)象模型)的形式實(shí)現(xiàn)的,而COM對(duì)象的內(nèi)存回收機(jī)制采用的就是引用計(jì)數(shù)策略。
即使IE的JavaScript引擎是使用標(biāo)記清除策略來(lái)實(shí)現(xiàn)的,但JavaScript訪問(wèn)的COM對(duì)象依然是基于引用計(jì)數(shù)策略的。
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。
var element = document.getElementById("some_element"); var myObject = new Object(); myObject.element = element; // 原生JS對(duì)象引用著DOM對(duì)象 element.someObject = myObject; // DOM對(duì)象引用著JS對(duì)象
以上代碼,在一個(gè)DOM元素(element)和一個(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)屬性名叫someObject回指myObject。
由于存在這個(gè)循環(huán)引用,即使將例子中的DOM從頁(yè)面中移出,它也永遠(yuǎn)不會(huì)回收。
為了避免這樣的循環(huán)引用問(wèn)題,最好是在不適用它們的時(shí)候手工斷開(kāi)原生JavaScript對(duì)象與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)內(nèi)存回收器再次運(yùn)行時(shí),就會(huì)刪除這些值并回收它們占用的內(nèi)存。
為了解決上述問(wèn)題,IE9把BOM和DOM對(duì)象都轉(zhuǎn)換成真正的JavaScript對(duì)象。
這樣,就避免了兩種內(nèi)存回收算法并存導(dǎo)致的問(wèn)題,也消除了常見(jiàn)的內(nèi)存的泄漏問(wèn)題。
由于IE9之前的版本對(duì)JScript對(duì)象和COM對(duì)象使用不同的內(nèi)存回收算法(策略)。
因此,閉包在IE的這些版本中會(huì)導(dǎo)致一些特殊的問(wèn)題,具體來(lái)說(shuō),如果閉包的作用域鏈中保存著一個(gè)HTML元素,那么就意味著該元素?zé)o法被銷(xiāo)毀。
function handler() { var element = document.getElementById("someElement"); element.onclick = function() { alert(element.id); } }
以上代碼創(chuàng)建了一個(gè)座位element元素事件處理程序的閉包,而這個(gè)閉包則又創(chuàng)建了一個(gè)循環(huán)引用。
由于匿名函數(shù)保存了一個(gè)對(duì)hander()的活動(dòng)對(duì)象的引用,因此就會(huì)導(dǎo)致無(wú)法減少element的引用數(shù)。
只要匿名函數(shù)存在,element的引用數(shù)至少也是1,因此,它所占用的內(nèi)存就永遠(yuǎn)不會(huì)被回收。
不過(guò),這個(gè)問(wèn)題可通過(guò)稍微改寫(xiě)一下代碼來(lái)解決。
function handler(){ var element = document.getElementById("someElement"); var id = element.id; element.onclick = function(){ console.log(id); }; element = null; }
在范例代碼中,通過(guò)把element.id的一個(gè)副本保存在一個(gè)變量中,并且在閉包中引用該變量消除循環(huán)引用。
但僅僅做到這一步,還是不能解決內(nèi)存泄漏的問(wèn)題。
必須記?。洪]包會(huì)引起包含函數(shù)的整個(gè)活動(dòng)對(duì)象,而其中包含著element。
即使閉包不直接引用element,包含函數(shù)的活動(dòng)對(duì)象中仍然會(huì)保存一個(gè)引用。
因此,有必要把element變量設(shè)置為null。
這樣就能夠解除對(duì)DOM對(duì)象的引用,順利地減少其引用數(shù),確保正常回收其占用的內(nèi)存。
關(guān)于這里的闡述,我有不同的看法。 既然閉包引用這個(gè)變量,說(shuō)明這個(gè)變量,是我們需要用到的,某種意義上說(shuō),這不是“內(nèi)存泄漏”?。?/strong>
內(nèi)存回收導(dǎo)致的性能問(wèn)題(IE)此部分也可稍作了解,當(dāng)然知道這些歷史,也會(huì)更加明白為啥都使用標(biāo)記清除策略
內(nèi)存回收器是周期性運(yùn)行的,如果為變量分配的內(nèi)存數(shù)量很客觀,那么回收工作量也是很大的。
在這種情況下,確定內(nèi)存回收的時(shí)間間隔是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。
說(shuō)到內(nèi)存回收器多長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行一次,不禁讓人聯(lián)想到IE因此而聲名狼藉的性能問(wèn)題。
IE的內(nèi)存回收器是根據(jù)內(nèi)存分配量運(yùn)行的,具體一點(diǎn)說(shuō)就是256變量||4096個(gè)對(duì)象(或數(shù)組)字面量 和數(shù)組元素(slot)|| 64KB的字符竄。
達(dá)到上述任何一個(gè)臨界值,內(nèi)存回收器就會(huì)運(yùn)行。
這種實(shí)現(xiàn)方式的問(wèn)題在于,一個(gè)腳本中本來(lái)就包含那么多變量,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(lái),內(nèi)存回收器,就不得不頻繁的運(yùn)行。 就引發(fā)了嚴(yán)重的性能問(wèn)題。 促使IE7重寫(xiě)了其內(nèi)存回收策略。
到IE7,其JavaScript引擎的內(nèi)存回收的實(shí)現(xiàn)改變了方式:觸發(fā)內(nèi)存回收的變量分配、字面量或數(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。如果內(nèi)存回收過(guò)程中,回收的內(nèi)存分配量低于15%,則變量、字面量或數(shù)組元素的臨界值就會(huì)加倍。
這也說(shuō)明,絕大多數(shù)變量是被引用著的,內(nèi)存回收的臨界值太低,需要往上調(diào)。
如果內(nèi)存回收了85%的內(nèi)尺寸分配量,則將各種臨界值重置回默認(rèn)值。
這一看似簡(jiǎn)單的調(diào)整,極大地提升了IE在運(yùn)行包含大量JavaScript的頁(yè)面時(shí)的性能。
事實(shí)上,在有的游覽器紅可以觸發(fā)內(nèi)存回收,但是不建議這么做。在IE中,調(diào)用window.CollectGarbage()方法會(huì)立即執(zhí)行內(nèi)存回收。在Opera7及更高版本中,調(diào)用window.opera.collect()也會(huì)啟動(dòng)內(nèi)存回收。
管理內(nèi)存使用具備內(nèi)存回收機(jī)制的語(yǔ)言編寫(xiě)程序,開(kāi)發(fā)人員一般不必?fù)?dān)心內(nèi)存管理的問(wèn)題。
但是,JavaScript在進(jìn)行內(nèi)存管理及內(nèi)存回收面臨的問(wèn)題還是有點(diǎn)與眾不同。
其中,最主要的一個(gè)問(wèn)題,就是分配給Web瀏覽器的可用內(nèi)存數(shù)量通常比分配給桌面應(yīng)用程序的少。
這樣做的目的是處于安全方面的考慮, 目的是防止運(yùn)行JavaScript的網(wǎng)頁(yè)耗盡全部系統(tǒng)內(nèi)存而導(dǎo)致系統(tǒng)奔潰。
內(nèi)存限制問(wèn)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(yǔ)句數(shù)量。
因此,確保占用最少的內(nèi)存可以讓頁(yè)面獲得更好的性能。優(yōu)化內(nèi)存占用的最佳方式,就是為執(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(guò)將其值設(shè)置為null來(lái)釋放其引用——這個(gè)做法叫做接觸引用(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(kāi)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 localPersonl; } var globalPerson = createPerson("Shaw"); //手工解除globalPerson的引用 globalPerson = null;
變量globalPerson取得了createPerson()函數(shù)返回的值。
在createPerson()函數(shù)內(nèi)部,我們創(chuàng)建了一個(gè)對(duì)象并將其賦給局部變量localPerson,然后又為該對(duì)象添加了一個(gè)名為name的屬性。
最后,當(dāng)調(diào)用這個(gè)函數(shù)時(shí),localPerson以函數(shù)值的形式返回并賦給全局變量globalPerson。
由于localPerson在createPerson()函數(shù)執(zhí)行完畢后就離開(kāi)了其執(zhí)行環(huán)境,因此,無(wú)需我們顯式地為它解除引用。
但是對(duì)于全局變量globalPerson而言,則需要我們?cè)诓皇褂盟臅r(shí)候手工為它解除引用,這也是上面例子中,最后一行代碼的意義。
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,以便內(nèi)存回收器下次運(yùn)行時(shí)將其回收。
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JavaScript在創(chuàng)建變量(數(shù)組、字符串、對(duì)象等)是自動(dòng)進(jìn)行了分配內(nèi)存,而且當(dāng)它沒(méi)有被使用的狀態(tài)下,會(huì)自動(dòng)的釋放分配的內(nèi)容;其實(shí)這樣基層語(yǔ)言,如C語(yǔ)言,他們提供了內(nèi)存管理的接口,比如malloc()用于分配所需的內(nèi)存空間、free()釋放之前所分配的內(nèi)存空間?! ♂尫艃?nèi)存的過(guò)程稱(chēng)為垃圾回收,例如avaScript這類(lèi)高級(jí)語(yǔ)言可以提供了內(nèi)存自動(dòng)分配和自動(dòng)回收,其實(shí)這個(gè)自動(dòng)儲(chǔ)存不會(huì)占用太多空間...
摘要:該對(duì)象包含了函數(shù)的所有局部變量命名參數(shù)參數(shù)集合以及,然后此對(duì)象會(huì)被推入作用域鏈的前端。如果整個(gè)作用域鏈上都無(wú)法找到,則返回。此時(shí)的作用域鏈包含了兩個(gè)對(duì)象的活動(dòng)對(duì)象和對(duì)象。 前端學(xué)習(xí):教程&開(kāi)發(fā)模塊化/規(guī)范化/工程化/優(yōu)化&工具/調(diào)試&值得關(guān)注的博客/Git&面試-前端資源匯總 歡迎提issues斧正:閉包 JavaScript-閉包 閉包(closure)是一個(gè)讓人又愛(ài)又恨的somet...
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