完全掌握JavaScript記憶體洩漏（圖文詳解）
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- 2022-01-28 18:00:113746瀏覽
這篇文章為大家帶來了關於JavaScript中記憶體外洩的相關知識，其中包括記憶體外洩是什麼，那些情況會造成記憶體外洩等相關問題，希望對大家有幫助。
js 記憶體洩漏
什麼是記憶體洩漏？
程式的運作需要記憶體。只要程式提出要求，作業系統或運行時（runtime）就必須供給記憶體。
對於持續運行的服務進程（daemon），必須及時釋放不再用到的記憶體。否則，記憶體佔用越來越高，輕則影響系統效能，重則導致進程崩潰。 
不再用到的內存，沒有及時釋放，就叫做記憶體洩漏（memory leak）。
有些語言（例如 C 語言）必須手動釋放內存，程式設計師負責記憶體管理。
char * buffer;buffer = (char*) malloc(42);// Do something with bufferfree(buffer);
上面是 C 語言程式碼，malloc方法用來申請內存，使用完畢之後，必須自行用free方法釋放內存。
這很麻煩，所以大多數語言提供自動記憶體管理，減輕程式設計師的負擔，這被稱為"垃圾回收機制"（garbage collector）。
雖然前端有垃圾回收機制，但當某塊無用的內存，卻無法被垃圾回收機制認為是垃圾時，也就發生內存洩漏了。
哪些情況會造成記憶體洩漏
1. 意外的全域變數
全域變數的生命週期最長，直到頁面關閉前，它都存活著，所以全域變數上的記憶體一直都不會被回收。
當全域變數使用不當，沒有及時回收（手動賦值 null），或拼字錯誤等將某個變數掛載到全域變數時，也就發生記憶體洩漏了。
2. 被遺忘的計時器
setTimeout 和setInterval 是由瀏覽器專門執行緒來維護它的生命週期，所以當在某個頁面使用了計時器，當該頁面銷毀時，沒有手動去釋放清理這些定時器的話，那麼這些定時器還是存活著的。
也就是說，計時器的生命週期並不掛靠在頁面上，所以當在當前頁面的js 裡透過定時器註冊了某個回呼函數，而該回呼函數內又持有當前頁面當某個變數或某些DOM 元素時，就會導致即使頁面銷毀了，由於定時器持有該頁面部分引用而造成頁面無法正常被回收，從而導致記憶體洩漏了。
如果此時再次打開同個頁面，記憶體中其實是有雙份頁面資料的，如果多次關閉、打開，那麼記憶體洩漏會越來越嚴重。而且這種場景很容易出現，因為使用定時器的人很容易遺忘清除。
3. 使用不當的閉包
函數本身會持有它定義時所在的詞法環境的引用，但通常情況下，使用完函數後，函數所申請的記憶體都會被回收了。
但當函數內再傳回一個函數時，由於傳回的函數持有外部函數的詞法環境，而傳回的函數又被其他生命週期東西所持有，導致外部函數雖然執行完了，但內存卻無法被回收。
4. 遺漏的DOM 元素
DOM 元素的生命週期正常是取決於是否掛載在DOM 樹上，當從DOM 樹上移除時，也可以被銷毀回收了
但如果某個DOM 元素，在js 中也持有它的引用時，那麼它的生命週期就由js 和是否在DOM 樹上兩者決定了，記得移除時，兩個地方都需要去清理才能正常回收它。
5. 網路回呼
某些場景中，在某個頁面發起網路請求，並註冊一個回呼，且回呼函數內持有該頁面某些內容，那麼，當該頁面銷毀時，應該註銷網路的回調，否則，因為網路持有頁面部分內容，也會導致頁面部分內容無法被回收。
如何監控記憶體洩漏
記憶體洩漏是可以分成兩類的，一種是比較嚴重的，洩漏的就一直回收不回來了，另一種嚴重程度稍微輕點，就是沒有及時清理導致的記憶體洩漏，一段時間後還是可以被清理掉。
不管哪一種，利用開發者工具抓到的記憶體圖，應該都會看到一段時間內，記憶體佔用不斷的直線式下降，這是因為不斷發生GC，也就是垃圾回收導致的。
記憶體不足會造成不斷 GC，而 GC 時是會阻塞主執行緒的，所以會影響到頁面效能，造成卡頓，所以記憶體洩漏問題還是需要關注的。
場景一：在某個函數內申請一塊內存，然後該函數在短時間內不斷被呼叫
// 点击按钮，就执行一次函数，申请一块内存startBtn.addEventListener("click", function() {
var a = new Array(100000).fill(1);
var b = new Array(20000).fill(1);});
一个页面能够使用的内存是有限的，当内存不足时，就会触发垃圾回收机制去回收没用的内存。
而在函数内部使用的变量都是局部变量，函数执行完毕，这块内存就没用可以被回收了。
所以当我们短时间内不断调用该函数时，可以发现，函数执行时，发现内存不足，垃圾回收机制工作，回收上一个函数申请的内存，因为上个函数已经执行结束了，内存无用可被回收了。
所以图中呈现内存使用量的图表就是一条横线过去，中间出现多处竖线，其实就是表示内存清空，再申请，清空再申请，每个竖线的位置就是垃圾回收机制工作以及函数执行又申请的时机。
场景二：在某个函数内申请一块内存，然后该函数在短时间内不断被调用，但每次申请的内存，有一部分被外部持有。
// 点击按钮，就执行一次函数，申请一块内存var arr = [];startBtn.addEventListener("click", function() {
var a = new Array(100000).fill(1);
var b = new Array(20000).fill(1);
arr.push(b);});
看一下跟第一张图片有什么区别？
不再是一条横线了吧，而且横线中的每个竖线的底部也不是同一水平了吧。
其实这就是内存泄漏了。
我们在函数内申请了两个数组内存，但其中有个数组却被外部持有，那么，即使每次函数执行完，这部分被外部持有的数组内存也依旧回收不了，所以每次只能回收一部分内存。
这样一来，当函数调用次数增多时，没法回收的内存就越多，内存泄漏的也就越多，导致内存使用量一直在增长
另外，也可以使用 performance monitor 工具，在开发者工具里找到更多的按钮，在里面打开此功能面板，这是一个可以实时监控 cpu，内存等使用情况的工具，会比上面只能抓取一段时间内工具更直观一点：
梯状上升的就是发生内存泄漏了，每次函数调用，总有一部分数据被外部持有导致无法回收，而后面平滑状的则是每次使用完都可以正常被回收。
这张图需要注意下，第一个红框末尾有个直线式下滑，这是因为，我修改了代码，把外部持有函数内申请的数组那行代码去掉，然后刷新页面，手动点击 GC 才触发的效果，否则，无论你怎么点 GC，有部分内存一直无法回收，是达不到这样的效果图的。
以上，是监控是否发生内存泄漏的一些工具，但下一步才是关键，既然发现内存泄漏，那该如何定位呢？如何知道，是哪部分数据没被回收导致的泄漏呢？
如何分析内存泄漏，找出有问题的代码
分析内存泄漏的原因，还是需要借助开发者工具的 Memory 功能，这个功能可以抓取内存快照，也可以抓取一段时间内，内存分配的情况，还可以抓取一段时间内触发内存分配的各函数情况。
利用这些工具，我们可以分析出，某个时刻是由于哪个函数操作导致了内存分配，分析出大量重复且没有被回收的对象是什么。
这样一来，有嫌疑的函数也知道了，有嫌疑的对象也知道了，再去代码中分析下，这个函数里的这个对象到底是不是就是内存泄漏的元凶，搞定。
先举个简单例子，再举个实际内存泄漏的例子：
场景一：在某个函数内申请一块内存，然后该函数在短时间内不断被调用，但每次申请的内存，有一部分被外部持有
// 每次点击按钮，就有一部分内存无法回收，因为被外部 arr 持有了var arr = [];startBtn.addEventListener("click", function() {
var a = new Array(100000).fill(1);
var b = new Array(20000).fill(1);
arr.push(b);});
可以抓取两份快照，两份快照中间进行内存泄漏操作，最后再比对两份快照的区别，查看增加的对象是什么，回收的对象又是哪些，如上图。
也可以单独查看某个时刻快照，从内存占用比例来查看占据大量内存的是什么对象，如下图：
还可以从垃圾回收机制角度出发，查看从 GC root 根节点出发，可达的对象里，哪些对象占用大量内存：
从上面这些方式入手，都可以查看到当前占用大量内存的对象是什么，一般来说，这个就是嫌疑犯了。
当然，也并不一定，当有嫌疑对象时，可以利用多次内存快照间比对，中间手动强制 GC 下，看下该回收的对象有没有被回收，这是一种思路。
- 抓取一段时间内，内存分配情况。
这个方式，可以有选择性的查看各个内存分配时刻是由哪个函数发起，且内存存储的是什么对象。
当然，内存分配是正常行为，这里查看到的还需要借助其他数据来判断某个对象是否是嫌疑对象，比如内存占用比例，或结合内存快照等等。
- 抓取一段时间内函数的内存使用情况
这个能看到的内容很少，比较简单，目的也很明确，就是一段时间内，都有哪些操作在申请内存，且用了多少。
总之，这些工具并没有办法直接给你答复，告诉你 xxx 就是内存泄漏的元凶，如果浏览器层面就能确定了，那它干嘛不回收它，干嘛还会造成内存泄漏
所以，这些工具，只能给你各种内存使用信息，你需要自己借助这些信息，根据自己代码的逻辑，去分析，哪些嫌疑对象才是内存泄漏的元凶。
实例分析
例子1：
var t = null;var replaceThing = function() {
var o = t var unused = function() {
if (o) {
console.log("hi")
}
}
t = {
longStr: new Array(100000).fill('*'),
someMethod: function() {
console.log(1)
}
}}setInterval(replaceThing, 1000)
先说说这代码用途，声明了一个全局变量 t 和 replaceThing 函数，函数目的在于会为全局变量赋值一个新对象，然后内部有个变量存储全局变量 t 被替换前的值，最后定时器周期性执行 replaceThing 函数
- 发现问题
我们先利用工具看看，是不是会发生内存泄漏：
三种内存监控图表都显示，这发生内存泄漏了：反复执行同个函数，内存却梯状式增长，手动点击 GC 内存也没有下降，说明函数每次执行都有部分内存泄漏了。
这种手动强制垃圾回收都无法将内存将下去的情况是很严重的，长期执行下去，会耗尽可用内存，导致页面卡顿甚至崩掉。
- 分析问题
既然已经确定有内存泄漏了，那么接下去就该找出内存泄漏的原因了。
首先通过 sampling profile，我们把嫌疑定位到 replaceThing 这个函数上
接着，我们抓取两份内存快照，比对一下，看看能否得到什么信息：
比对两份快照可以发现，这过程中，数组对象一直在增加，而且这个数组对象来自 replaceThing 函数内部创建的对象的 longStr 属性。
其实这张图信息很多了，尤其是下方那个嵌套图，嵌套关系是反着来，你倒着看的话，就可以发现，从全局对象 Window 是如何一步步访问到该数组对象的，垃圾回收机制正是因为有这样一条可达的访问路径，才无法回收。
其实这里就可以分析了，为了多使用些工具，我们换个图来分析吧。
我们直接从第二份内存快照入手，看看：
为什么每一次 replaceThing 函数调用后，内部创建的对象都无法被回收呢？
因为 replaceThing 的第一次创建，这个对象被全局变量 t 持有，所以回收不了。
后面的每一次调用，这个对象都被上一个 replaceThing 函数内部的 o 局部变量持有而回收不了。
而这个函数内的局部变量 o 在 replaceThing 首次调用时被创建的对象的 someMethod 方法持有，该方法挂载的对象被全局变量 t 持有，所以也回收不了。
这样层层持有，每一次函数的调用，都会持有函数上次调用时内部创建的局部变量，导致函数即使执行结束，这些局部变量也无法回收。
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