javascript有gc嗎

javascript中有GC（垃圾回收機制）。 JavaScript是使用垃圾回收機制的語言，執行環境負責在程式碼執行時管理內存，會自動將垃圾物件（沒有被引用的物件）從記憶體中銷毀。

本教學操作環境：windows7系統、javascript1.8.5版、Dell G3電腦。

JavaScript 中的垃圾回收機制（GC）

#垃圾回收相關概念

①什麼是垃圾

沒有被使用（引用）的物件就是垃圾。

② 什麼是垃圾回收

沒有被引用的物件被銷毀，記憶體被釋放，就是垃圾回收。

C、C 等程式語言需要手動垃圾回收。

Java、JavaScript、PHP、Python 等語言自動垃圾回收。

JS中擁有自動的垃圾回收機制，會自動將這些垃圾物件從記憶體中銷毀，我們不需要也不能進行垃圾回收的操作。我們需要做的只是要將不再使用的物件設為 null 即可。

為什麼需要垃圾回收

• 在C / C 中，追蹤記憶體的使用和管理記憶體對開發者來說是很大的負擔
  • JavaScript是使用垃圾回收機制的語言，也就是說執行環境負責在程式碼執行時管理內存，幫開發者卸下了這個負擔
  • #透過自動記憶體管理實現記憶體的分配和資源的回收
  • 基本想法很簡單，確定哪個變數不會再被使用了，把它的記憶體空間釋放
  • 這個過程是週期性的，意思是這個垃圾回收程式每隔一段時間就會運行一次
• 像JS中的物件、字串、物件的記憶體是不固定的，只有真正用到的時候才會動態分配記憶體
  • 這些記憶體需在不使用後進行釋放以便再次使用，否則在電腦可用記憶體耗儘後造成當機
• 瀏覽器發展史上的垃圾回收法主要有
  • 引用計數法
  • 標記清除法

引用計數法

想法

• 變數只是對值進行引用
• 當變數引用該值時，引用次數1
• 當變數的參考被覆寫或清除時，引用次數-1
• 當引用次數為0時，就可以安全地釋放這塊記憶體。

let arr = [1, 0, 1]   // [1, 0, 1]这块内存被arr引用  引用次数为1
arr = [0, 1, 0]  // [1, 0, 1]的内存引用次数为0被释放  
                 // [0, 1, 0]的内存被arr引用   引用次数为1
const tmp = arr  // [0, 1, 0]的内存被tmp引用   引用次数为2

循環參考問題

#Netscape Navigator 3.0 採用

• 在這個例子中，ObjectA和ObjectB的屬性分別互相引用
• 造成這個函數執行後，Object被引用的次數不會變成0，影響了正常的GC。
• 如果執行多次，將造成嚴重的記憶體洩漏。
• 而標記清除法則不會有這個問題。

function Example(){

    let ObjectA = new Object();
    let ObjectB = new Object();

    ObjectA.p = ObjectB;
    ObjectB.p = ObjectA;   

}

Example();

• 解決方法：在函數結束時將其指向null

#

ObjectA = null;
ObjectB = null;

標記清除法

為了解決循環引用造成的記憶體洩漏問題，Netscape Navigator 4.0 開始採用標記清除法

到了2008 年，IE、Firefox、Opera、Chrome 和Safari 都在自己的JavaScript 實作中採用標記清理(或其變體)，只是在運行垃圾回收的頻率上有所差異。

思路

• 在變數進入執行上下文時打上「進入」標記
• 同時在變數離開執行上下文時也打上「離開」標記
  • 從此以後，無法存取這個變數
  • 在下一次垃圾回收時進行記憶體的釋放

function Example(n){
    const a = 1, b = 2, c = 3;
    return n * a * b * c;
}
// 标记Example进入执行上下文

const n = 1;  // 标记n进入执行上下文
Example(n);   // 标记a,b,c进入执行上下文
console.log(n); // 标记a, b, c离开执行上下文，等待垃圾回收

#const和let宣告提升效能

• const和let不僅有助於改善程式碼風格，同時有利於垃圾回收效能的提升
• const和let使JS有了區塊級作用域，當區塊級作用域比函數作用域更早結束時，垃圾回收程式更早介入
• 儘早回收該回收的內存，提升了垃圾回收的性能

V8引擎的垃圾回收

V8引擎的垃圾回收採用標記清除法與分代回收法

分為新生代和老生代

新生代

新生代垃圾回收採用Scavenge 演算法

分配給常用記憶體和新分配的小量記憶體

• 記憶體大小

  • 32位元系統16M記憶體
  • 64位元系統32M記憶體

• #分割區

  ##新代記憶體分為以下兩區，記憶體各佔一半
  • From space
  • To space
• #運行
  實際運行的只有From space
  • To space處於空閒狀態

• #Scavenge演算法

  • 当From space内存使用将要达到上限时开始垃圾回收，将From space中的不可达对象都打上标记
  • 将From space的未标记对象复制到To space。
    • 解决了内存散落分块的问题（不连续的内存空间）
    • 相当于用空间换时间。
  • 然后清空From space、将其闲置，也就是转变为To space，俗称反转。

• 新生代 -> 老生代

  • 新生代存放的是新分配的小量内存，如果达到以下条件中的一个，将被分配至老生代
    • 内存大小达到From space的25%
    • 经历了From space To space的一个轮回

老生代

老生代采用mark-sweep标记清除和mark-compact标记整理

通常存放较大的内存块和从新生代分配过来的内存块

• 内存大小
  • 32位系统700M左右
  • 64位系统1.4G左右
• 分区
  • Old Object Space
    • 字面的老生代，存放的是新生代分配过来的内存。
  • Large Object Space
    • 存放其他区域放不下的较大的内存，基本都超过1M
  • Map Space
    • 存放存储对象的映射关系
  • Code Space
    • 存储编译后的代码
• 回收流程
  • 标记分类（三色标记）
    • 未被扫描，可回收，下面简称1类
    • 扫描中，不可回收，下面简称2类
    • 扫描完成，不可回收，下面简称3类
  • 遍历
    • 采用深度优先遍历，遍历每个对象。
    • 首先将非根部对象全部标记为1类，然后进行深度优先遍历。
    • 遍历过程中将对象压入栈，这个过程中对象被标记为2类。
    • 遍历完成对象出栈，这个对象被标记为3类。
    • 整个过程直至栈空
  • Mark-sweep

    • 标记完成之后，将标记为1类的对象进行内存释放

• Mark-compact

  • 垃圾回收完成之后，内存空间是不连续的。

  • 这样容易造成无法分配较大的内存空间的问题，从而触发垃圾回收。

  • 所以，会有Mark-compact步骤将未被回收的内存块整理为连续地内存空间。

  • 频繁触发垃圾回收会影响引擎的性能，内存空间不足时也会优先触发Mark-compact

垃圾回收优化

• 增量标记
  • 如果用集中的一段时间进行垃圾回收，新生代倒还好，老生代如果遍历较大的对象，可能会造成卡顿。
  • 增量标记：使垃圾回收程序和应用逻辑程序交替运行，思想类似Time Slicing
• 并行回收
  • 在垃圾回收的过程中，开启若干辅助线程，提高垃圾回收效率。
• 并发回收
  • 在逻辑程序执行的过程中，开启若干辅助线程进行垃圾回收，清理和主线程没有任何逻辑关系的内存。

内存泄露场景

全局变量

// exm1
function Example(){
    exm = 'LeBron'   
}

// exm2
function Example(){
    this.exm = 'LeBron'
}
Example()

未清除的定时器

const timer = setInterval(() => {
    //...
}, 1000)

// clearInterval(timer)

闭包

function debounce(fn, time) {
  let timeout = null; 
  return function () {
    if (timeout) {
      clearTimeout(timeout);
    }

    timeout = setTimeout(() => {
      fn.apply(this, arguments);
    }, time);
  };
}

const fn = debounce(handler, 1000); // fn引用了timeout

未清除的DOM元素引用

const element = {
    // 此处引用了DOM元素
    button:document.getElementById('LeBron'),
    select:document.getElementById('select')
}

document.body.removeChild(document.getElementById('LeBron'))

如何检测内存泄漏

这个其实不难，浏览器原带的开发者工具Performance就可以

• 步骤
  • F12打开开发者工具
  • 选择Performance工具栏
  • 勾选屏幕截图和Memory
  • 点击开始录制
  • 一段时间之后结束录制
• 结果
  • 堆内存会周期性地分配和释放
  • 如果堆内存的min值在逐渐上升则存在内存泄漏

优化内存使用

1、尽量不在for循环中定义函数

// exm
const fn = (idx) => {
    return idx * 2;
}

function Example(){
    for(let i=0;i<1000;i++){
        //const fn = (idx) => {
        //    return idx * 2;
        // }
        const res = fn(i);
    }
}

2、尽量不在for循环中定义对象

function Example() {
  const obj = {};
  let res = "";
  for (let i = 0; i < 1000; i++) {
    // const obj = {
    //   a: i,
    //   b: i * 2,
    //   c: i * 3,
    // };
    obj.a = i;
    obj.b = i * 2;
    obj.c = i * 3;
    res += JSON.stringify(obj);
  }
  return res
}

3、清空数组

arr = [0, 1, 2]
arr.length = 0; // 清空了数组，数组类型不变
// arr = []  // 重新申请了一块空数组对象内存

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