JavaScript中的垃圾回收与内存泄漏示例详解

程序的运行需要内存。只要程序提出要求,操作系统或者运行时就必须供给内存。所谓的内存泄漏简单来说是不再用到的内存,没有及时释放。为了更好避免内存泄漏,我们先介绍Javascript垃圾回收机制。

在C与C++等语言中,开发人员可以直接控制内存的申请和回收。但是在Java、C#、JavaScript语言中,变量的内存空间的申请和释放都由程序自己处理,开发人员不需要关心。也就是说Javascript具有自动垃圾回收机制(Garbage Collecation)。

一、垃圾回收的必要性

下面这段话引自《JavaScript权威指南(第四版)》

  由于字符串、对象和数组没有固定大小,所有当他们的大小已知时,才能对他们进行动态的存储分配。JavaScript程序每次创建字符串、数组或对象时,解释器都必须分配内存来存储那个实体。只要像这样动态地分配了内存,最终都要释放这些内存以便他们能够被再用,否则,JavaScript的解释器将会消耗完系统中所有可用的内存,造成系统崩溃。

JavaScript中的垃圾回收与内存泄漏示例详解

这段话解释了为什么需要系统需要垃圾回收,JavaScript不像C/C++,它有自己的一套垃圾回收机制。

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。

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

这段代码运行之后,“浪里行舟”这个字符串失去了引用(之前是被a引用),系统检测到这个事实之后,就会释放该字符串的存储空间以便这些空间可以被再利用。

二、垃圾回收机制

垃圾回收机制怎么知道,哪些内存不再需要呢?

垃圾回收有两种方法:标记清除、引用计数。引用计数不太常用,标记清除较为常用。

1.标记清除

这是javascript中最常用的垃圾回收方式。当变量进入执行环境是,就标记这个变量为“进入环境”。从逻辑上讲,永远不能释放进入环境的变量所占用的内存,因为只要执行流进入相应的环境,就可能会用到他们。当变量离开环境时,则将其标记为“离开环境”。

垃圾收集器在运行的时候会给存储在内存中的所有变量都加上标记。然后,它会去掉环境中的变量以及被环境中的变量引用的标记。而在此之后再被加上标记的变量将被视为准备删除的变量,原因是环境中的变量已经无法访问到这些变量了。最后。垃圾收集器完成内存清除工作,销毁那些带标记的值,并回收他们所占用的内存空间。

JavaScript中的垃圾回收与内存泄漏示例详解

我们用个例子,解释下这个方法:

var m = 0,n = 19 // 把 m,n,add() 标记为进入环境。 add(m, n) // 把 a, b, c标记为进入环境。 console.log(n) // a,b,c标记为离开环境,等待垃圾回收。 function add(a, b) { a++ var c = a + b return c }

2.引用计数

所谓"引用计数"是指语言引擎有一张"引用表",保存了内存里面所有的资源(通常是各种值)的引用次数。如果一个值的引用次数是0,就表示这个值不再用到了,因此可以将这块内存释放。

JavaScript中的垃圾回收与内存泄漏示例详解

上图中,左下角的两个值,没有任何引用,所以可以释放。

如果一个值不再需要了,引用数却不为0,垃圾回收机制无法释放这块内存,从而导致内存泄漏。

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

上面代码中,数组[1, 2, 3, 4]是一个值,会占用内存。变量arr是仅有的对这个值的引用,因此引用次数为1。尽管后面的代码没有用到arr,它还是会持续占用内存。至于如何释放内存,我们下文介绍。

第三行代码中,数组[1, 2, 3, 4]引用的变量arr又取得了另外一个值,则数组[1, 2, 3, 4]的引用次数就减1,此时它引用次数变成0,则说明没有办法再访问这个值了,因而就可以将其所占的内存空间给收回来。

但是引用计数有个最大的问题: 循环引用

function func() { let obj1 = {}; let obj2 = {}; obj1.a = obj2; // obj1 引用 obj2 obj2.a = obj1; // obj2 引用 obj1 }

当函数 func 执行结束后,返回值为 undefined,所以整个函数以及内部的变量都应该被回收,但根据引用计数方法,obj1 和 obj2 的引用次数都不为 0,所以他们不会被回收。

要解决循环引用的问题,最好是在不使用它们的时候手工将它们设为空。上面的例子可以这么做:

obj1 = null; obj2 = null;

三、哪些情况会引起内存泄漏?

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