介紹
低層次的語言,如C,具有低階的記憶體管理指令,如:malloc()和free(),需要開發者手動釋放記憶體。然而像javascript這樣的高階語言情況則不同,物件(objects, strings 等)創建的時候分配內存,當他們不在使用的時候內存會被自動回收,這個自動回收的過程被稱為垃圾回收。因為垃圾回收的存在,讓javascript等高階語言開發者產生了一個錯誤的認識,以為可以不用關心記憶體管理。
記憶體生命週期
不管什麼樣的程式語言,記憶體的生命週期基本上是一致的。
分配你需要的記憶體
使用他進行讀寫操作
當記憶體不需要的時候,釋放資源
步驟1和步驟2對於所有語言都一樣,能明顯覺察到。至於步驟3,低階語言需要開發者明確執行。而對於像javascript這樣的高階語言,這部分操作是交給解析器完成的,所以你不會覺察到。
javascript中的分配操作
值的初始化
在變數賦值的時候,javascript會完成記憶體的分配工作。
var n = 123; // 為數字分配記憶體🎜>var s = "azerty"; // 為字串分配記憶體
var o = {
a: 1,
b: null
}; // 為包含屬性值的object物件分配記憶體
var a = [1, null, "abra"]; // 為包含值的陣列分配記憶體
function f(a){
return a 2;
} // 為函數分配記憶體(函數是可呼叫的物件)
// 函數表達式同樣也是對象,存在分配記憶體的情況
someElement.addEventListener('click', function(){
someElement.style. backgroundColor = 'blue';
}, false);
一些函數當執行完畢之後,同樣存在物件分配的情況發生。
var d = new Date();
var e = document.createElement('div'); // 指派一個DOM 元素
程式碼如下:
var s = "azerty";
var s = "azerty";
對值的使用
對值的使用,其實也就是對分配後的記憶體執行讀寫操作。這些操作包括:對變數或物件的屬性進行讀寫操作,或是向函數傳遞參數。
當不再需要的時候,釋放記憶體
絕大多數記憶體管理的問題都發生在這個階段。最難做的事情是,如何判定分配的記憶體不再需要。這往往需要開發者做出判定,程式在什麼時候不再需要內存,並釋放他所佔資源。
高階語言的解析器中嵌入了一個叫做「垃圾收集器」的程序,他的工作是用來追蹤記憶體的分配和使用,判定記憶體是否被需要,在不再需要的時候執行資源釋放操作。他只能得到一個近似值,因為判斷一個記憶體是否被需要,這是個不確定的問題(不能用一種演算法解決)。
垃圾回收
如上文所述,我們無法準確的做到自動判定「記憶體不再需要」。所以,垃圾回收對該問題的解決方案有其限制。本節將解釋必要的概念,以了解主要的垃圾收集演算法和它們的限制。
引用
垃圾回收中一個主要的概念是引用。在記憶體管理中,當一個物件無論是顯式的還是隱式的使用了另一個對象,我們就說他引用了另一個對象。例如,javascript物件存在一個隱式的指向原型的引用,還有明確指向他的屬性值的引用。
在這裡,物件的概念超越了javascript傳統意義上物件的概念,他還包括函數作用域和全域作用域。
使用引用計數演算法的垃圾回收
下面要介紹的是一種最理想化的演算法,引入了「物件不再需要」 和「沒有其他物件引用該對象” 的概念。當該物件的引用指標變成0的時候,就認為他可以被回收。
範例:
var o = { a: {
b:2
}
}; // 建立了兩個物件. 一個物件(a)被另一個物件(o引用的物件)引用,並把a當作他的屬性
// 該物件又被變數o引用
// 很明顯,這時沒有物件能被回收
var o2 = o; // 變數o2 再次引用了該物件
o = 1 ; // o 不再引用該對象,只有o2還在引用該對象
var oa = o2.a; // oa引用o2 的屬性對象a
// 該對像被其他兩個對象引用,分別是o2的屬性a和oa變數
o2 = "yo"; // 該物件已經不再被其他物件引用了,但是他的屬性a任然被oa變數引用,所以他還不能被釋放
oa = null; // 現在屬性a也不再被別的物件引用,該物件可以被回收了
限制:循環 該演算法有其局限性,當一個對象引用另一個對象,當形成循環引用時,即時他們不再被需要了,垃圾收集器也不會回收他們。
var o };
var o2 = {};
o.a = o2; // o 引用o2
o2.a = o; // o2 引用o
return "azerty";
}
f();
// 兩個物件被創建,並形成相互引用
// 函數呼叫結束之後,他們不會脫離函數作用域,雖然他們不會被使用,但不會被釋放
// 這是因為,引用計數的演算法判定只要物件存在被引用的情況,那麼就不能對其執行垃圾回收
ie6、7中,在dom物件上使用引用計數的演算法,這裡會存在記憶體外洩的問題。
div.onclick = function(){
doSomething();
}; // div 透過click 屬性引用了事件處理程序
// 當事件處理函數中存取了div變數的時候,會形成循環引用,將導致兩個物件都不會被回收,造成記憶體外洩
標記 - 清除演算法
他引入了「物件不再需要」和「物件無法存取(物件不可達)」的概念。演算法假設有一系列的根對象(javascript中的根對象就是全域對象),每隔一段時間,垃圾收集器就會從根對象開始,遍歷所以他引用的對象,然後再遍歷引用對象引用的對象,以此類推。使用這種方式,垃圾收集器可以獲得所有可存取的對象,回收那些無法存取的對象。
這種演算法比之前的演算法好些,0引用的對象會被設定為不可訪問對象,同時他也避免了循環引用造成的困惱。
截止2012年,大多數現代瀏覽器使用的是這種「標記-清除演算法」的垃圾回收器。 JavaScript垃圾收集領域(代/增量/並發/並行的垃圾收集),在過去的幾年改善了與之相關的演算法,但是垃圾收集演算法本身(標記-清除演算法)和「如何判定一個物件不再需要」並沒有得以改善。
週期不再是一個問題
在第一個例子中,函數呼叫結束之後,這兩個物件不會被全域物件引用,也不會被全域對象引用的物件引用。因此,他們會被javascript垃圾回收器標記為不可存取物件。這種事情同樣也發生在第二個例子中,當div和事件處理函數被垃圾回收器標記為不可訪問,他們就會被釋放掉。
限制:物件需要明確的標記為不可訪問
這種標記的方法存在局限,但是我們在程式設計中被沒有接觸到他,所以我們很少關心垃圾回收相關的內容。

JavaScript在現實世界中的應用包括前端和後端開發。 1)通過構建TODO列表應用展示前端應用,涉及DOM操作和事件處理。 2)通過Node.js和Express構建RESTfulAPI展示後端應用。

JavaScript在Web開發中的主要用途包括客戶端交互、表單驗證和異步通信。 1)通過DOM操作實現動態內容更新和用戶交互;2)在用戶提交數據前進行客戶端驗證,提高用戶體驗;3)通過AJAX技術實現與服務器的無刷新通信。

理解JavaScript引擎內部工作原理對開發者重要,因為它能幫助編寫更高效的代碼並理解性能瓶頸和優化策略。 1)引擎的工作流程包括解析、編譯和執行三個階段;2)執行過程中,引擎會進行動態優化,如內聯緩存和隱藏類;3)最佳實踐包括避免全局變量、優化循環、使用const和let,以及避免過度使用閉包。

Python更適合初學者,學習曲線平緩,語法簡潔;JavaScript適合前端開發,學習曲線較陡,語法靈活。 1.Python語法直觀,適用於數據科學和後端開發。 2.JavaScript靈活,廣泛用於前端和服務器端編程。

Python和JavaScript在社區、庫和資源方面的對比各有優劣。 1)Python社區友好,適合初學者,但前端開發資源不如JavaScript豐富。 2)Python在數據科學和機器學習庫方面強大,JavaScript則在前端開發庫和框架上更勝一籌。 3)兩者的學習資源都豐富,但Python適合從官方文檔開始,JavaScript則以MDNWebDocs為佳。選擇應基於項目需求和個人興趣。

從C/C 轉向JavaScript需要適應動態類型、垃圾回收和異步編程等特點。 1)C/C 是靜態類型語言,需手動管理內存,而JavaScript是動態類型,垃圾回收自動處理。 2)C/C 需編譯成機器碼,JavaScript則為解釋型語言。 3)JavaScript引入閉包、原型鍊和Promise等概念,增強了靈活性和異步編程能力。

不同JavaScript引擎在解析和執行JavaScript代碼時,效果會有所不同,因為每個引擎的實現原理和優化策略各有差異。 1.詞法分析:將源碼轉換為詞法單元。 2.語法分析:生成抽象語法樹。 3.優化和編譯:通過JIT編譯器生成機器碼。 4.執行:運行機器碼。 V8引擎通過即時編譯和隱藏類優化,SpiderMonkey使用類型推斷系統,導致在相同代碼上的性能表現不同。

JavaScript在現實世界中的應用包括服務器端編程、移動應用開發和物聯網控制:1.通過Node.js實現服務器端編程,適用於高並發請求處理。 2.通過ReactNative進行移動應用開發,支持跨平台部署。 3.通過Johnny-Five庫用於物聯網設備控制,適用於硬件交互。


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