JavaScript垃圾回收

admin 发布于:2015-11-12 15:29 栏目: 浏览:506 评论:0

在公司经常会听到大牛们讨论时说道内存泄露神马的,每每都惊羡不已,最近精力主要用在了Web 开发上,读了一下《JavaScript高级程序设计》(书名很唬人,实际作者写的特别好,由浅入深)了解了一下JavaScript垃圾回收机制,对内存泄露有了一定的认识。

和C#、Java一样JavaScript有自动垃圾回收机制,也就是说执行环境会负责管理代码执行过程中使用的内存,在开发过程中就无需考虑内存分配及无用内存的回收问题了。JavaScript垃圾回收的机制很简单:找出不再使用的变量,然后释放掉其占用的内存,但是这个过程不是时时的,因为其开销比较大,所以垃圾回收器会按照固定的时间间隔周期性的执行。

变量生命周期

有同学看了上面就会问了,什么叫不再使用的变量?不再使用的变量也就是生命周期结束的变量,当然只可能是局部变量,全局变量的生命周期直至浏览器卸载页面才会结束。局部变量只在函数的执行过程中存在,而在这个过程中会为局部变量在栈或堆上分配相应的空间,以存储它们的值,然后再函数中使用这些变量,直至函数结束(闭包中由于内部函数的原因,外部函数并不能算是结束,了解闭包可以看看 JavaScript作用域链,JavaScript 闭包究竟是什么)。

一旦函数结束,局部变量就没有存在必要了,可以释放它们占用的内存。貌似很简单的工作,为什么会有很大开销呢?这仅仅是垃圾回收的冰山一角,就像刚刚提到的闭包,貌似函数结束了,其实还没有,垃圾回收器必须知道哪个变量有用,哪个变量没用,对于不再有用的变量打上标记,以备将来回收。用于标记无用的策略有很多,常见的有两种方式

标记清除(mark and sweep)

这是JavaScript最常见的垃圾回收方式,当变量进入执行环境的时候,比如函数中声明一个变量,垃圾回收器将其标记为“进入环境”,当变量离开环境的时候(函数执行结束)将其标记为“离开环境”。至于怎么标记有很多种方式,比如特殊位的反转、维护一个列表等,这些并不重要,重要的是使用什么策略,原则上讲不能够释放进入环境的变量所占的内存,它们随时可能会被调用的到。

垃圾回收器会在运行的时候给存储在内存中的所有变量加上标记,然后去掉环境中的变量以及被环境中变量所引用的变量(闭包),在这些完成之后仍存在标记的就是要删除的变量了,因为环境中的变量已经无法访问到这些变量了,然后垃圾回收器相会这些带有标记的变量机器所占空间。

大部分浏览器都是使用这种方式进行垃圾回收,区别在于如何标记及垃圾回收间隔而已,只有低版本IE,不出所料,又是IE。。。

引用计数(reference counting)

在低版本IE中经常会出现内存泄露,很多时候就是因为其采用引用计数方式进行垃圾回收。引用计数的策略是跟踪记录每个值被使用的次数,当声明了一个变量并将一个引用类型赋值给该变量的时候这个值的引用次数就加1,如果该变量的值变成了另外一个,则这个值得引用次数减1,当这个值的引用次数变为0的时候,说明没有变量在使用,这个值没法被访问了,因此可以将其占用的空间回收,这样垃圾回收器会在运行的时候清理掉引用次数为0的值占用的空间。

看起来也不错的方式,为什么很少有浏览器采用,还会带来内存泄露问题呢?主要是因为这种方式没办法解决循环引用问题。比如对象A有一个属性指向对象B,而对象B也有有一个属性指向对象A,这样相互引用

function test(){
            var a={};
            var b={};
            a.prop=b;
            b.prop=a;
}

这样a和b的引用次数都是2,即使在test()执行完成后,两个对象都已经离开环境,在标记清除的策略下是没有问题的,离开环境的就被清除,但是在引用计数策略下不行,因为这两个对象的引用次数仍然是2,不会变成0,所以其占用空间不会被清理,如果这个函数被多次调用,这样就会不断地有空间不会被回收,造成内存泄露。

在IE中虽然JavaScript对象通过标记清除的方式进行垃圾回收,但BOM与DOM对象却是通过引用计数回收垃圾的,也就是说只要涉及BOM及DOM就会出现循环引用问题。看上面的例子,有同学回觉得太弱了,谁会做这样无聊的事情,其实我们是不是就在做

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

这段代码看起来没什么问题,但是obj引用了document.getElementById("element"),而document.getElementById("element")的onclick方法会引用外部环境中德变量,自然也包括obj,是不是很隐蔽啊。

解决办法

最简单的方式就是自己手工解除循环引用,比如刚才的函数可以这样

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

什么时候触发垃圾回收

垃圾回收器周期性运行,如果分配的内存非常多,那么回收工作也会很艰巨,确定垃圾回收时间间隔就变成了一个值得思考的问题。IE6的垃圾回收是根据内存分配量运行的,当环境中存在256个变量、4096个对象、64k的字符串任意一种情况的时候就会触发垃圾回收器工作,看起来很科学,不用按一段时间就调用一次,有时候会没必要,这样按需调用不是很好吗?但是如果环境中就是有这么多变量等一直存在,现在脚本如此复杂,很正常,那么结果就是垃圾回收器一直在工作,这样浏览器就没法儿玩儿了。

微软在IE7中做了调整,触发条件不再是固定的,而是动态修改的,初始值和IE6相同,如果垃圾回收器回收的内存分配量低于程序占用内存的15%,说明大部分内存不可被回收,设的垃圾回收触发条件过于敏感,这时候把临街条件翻倍,如果回收的内存高于85%,说明大部分内存早就该清理了,这时候把触发条件置回。这样就使垃圾回收工作职能了很多。

同C# 、Java一样我们可以手工调用垃圾回收程序,但是由于其消耗大量资源,而且我们手工调用的不会比浏览器判断的准确,所以不推荐手工调用垃圾回收。

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