JavaScript也谈内存优化

相对C/C++ 而言,我们所用的JavaScript 在内存这一方面的处理已经让我们在开发中更注重业务逻辑的编写。但是随着业务的不断复杂化,单页面应用、移动HTML5 应用和Node.js 程序等等的发展,JavaScript 中的内存问题所导致的卡顿、内存溢出等现象也变得不再陌生。

这篇文章将从JavaScript 的语言层面进行内存的使用和优化的探讨。从大家熟悉或略有耳闻的方面,到大家大多数时候不会注意到的地方,我们一一进行剖析。

1. 语言层面的内存管理

1.1 作用域

作用域(scope)是JavaScript 编程中一个非常重要的运行机制,在同步JavaScript 编程中它并不能充分引起初学者的注意,但在异步编程中,良好的作用域控制技能成为了JavaScript 开发者的必备技能。另外,作用域在JavaScript 内存管理中起着至关重要的作用。

在JavaScript中,能形成作用域的有函数的调用、with语句和全局作用域。

如以下代码为例:

复制代码 代码如下:


var foo = function() {
var local = {};
};
foo();
console.log(local); //=> undefined

var bar = function() {
local = {};
};
bar();
console.log(local); //=> {}

这里我们定义了foo()函数和bar()函数,他们的意图都是为了定义一个名为local的变量。但最终的结果却截然不同。

在foo()函数中,我们使用var语句来声明定义了一个local变量,而因为函数体内部会形成一个作用域,所以这个变量便被定义到该作用域中。而且foo()函数体内并没有做任何作用域延伸的处理,所以在该函数执行完毕后,这个local变量也随之被销毁。而在外层作用域中则无法访问到该变量。

而在bar()函数内,local变量并没有使用var语句进行声明,取而代之的是直接把local作为全局变量来定义。故外层作用域可以访问到这个变量。

复制代码 代码如下:


local = {};
// 这里的定义等效于
global.local = {};



1.2 作用域链

在JavaScript编程中,你一定会遇到多层函数嵌套的场景,这就是典型的作用域链的表示。

如以下代码所示:

复制代码 代码如下:


function foo() {
  var val = 'hello';

  function bar() {
    function baz() {
      global.val = 'world;'
    }
    baz();
    console.log(val); //=> hello
  }
  bar();
}
foo();

根据前面关于作用域的阐述,你可能会认为这里的代码所显示的结果是world,但实际的结果却是hello。很多初学者在这里就会开始感到困惑了,那么我们再来看看这段代码是怎么工作的。

由于JavaScript 中,变量标识符的查找是从当前作用域开始向外查找,直到全局作用域为止。所以JavaScript 代码中对变量的访问只能向外进行,而不能逆而行之。

JavaScript也谈内存优化



baz()函数的执行在全局作用域中定义了一个全局变量val。而在bar()函数中,对val这一标识符进行访问时,按照从内到外厄德查找原则:在bar函数的作用域中没有找到,便到上一层,即foo()函数的作用域中查找。

然而,使大家产生疑惑的关键就在这里:本次标识符访问在foo()函数的作用域中找到了符合的变量,便不会继续向外查找,故在baz()函数中定义的全局变量val并没有在本次变量访问中产生影响。

1.3 闭包

我们知道JavaScript 中的标识符查找遵循从内到外的原则。但随着业务逻辑的复杂化,单一的传递顺序已经远远不能满足日益增多的新需求。

我们先来看看下面的代码:

复制代码 代码如下:


function foo() {
  var local = 'Hello';
  return function() {
    return local;
  };
}
var bar = foo();
console.log(bar()); //=> Hello

这里所展示的让外层作用域访问内层作用域的技术便是闭包(Closure)。得益于高阶函数的应用,使foo()函数的作用域得到『延伸』。

foo()函数返回了一个匿名函数,该函数存在于foo()函数的作用域内,所以可以访问到foo()函数作用域内的local变量,并保存其引用。而因这个函数直接返回了local变量,所以在外层作用域中便可直接执行bar()函数以获得local变量。

闭包是JavaScript 的高级特性,我们可以借助它来实现更多更复杂的效果来满足不同的需求。但是要注意的是因为把带有​​内部变量引用的函数带出了函数外部,所以该作用域内的变量在函数执行完毕后的并不一定会被销毁,直到内部变量的引用被全部解除。所以闭包的应用很容易造成内存无法释放的情况。

2. JavaScript 的内存回收机制

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