【进阶1-4期】JavaScript深入之带你走进内存机制
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本期的主题是调用堆栈,本计划一共28期,每期重点攻克一个面试重难点,如果你还不了解本进阶计划,文末点击查看全部文章。
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JS内存空间分为栈(stack)、堆(heap)、池(一般也会归类为栈中)。 其中栈存放变量,堆存放复杂对象,池存放常量,所以也叫常量池。
昨天文章介绍了堆和栈,小结一下:
- 基本类型:-->
栈
内存(不包含闭包中的变量) - 引用类型:-->
堆
内存
今日补充一个知识点,就是闭包中的变量并不保存中栈内存中,而是保存在堆内存
中,这也就解释了函数之后之后为什么闭包还能引用到函数内的变量。
function A() {
let a = 1
function B() {
console.log(a)
}
return B
}
闭包
的简单定义是:函数 A 返回了一个函数 B,并且函数 B 中使用了函数 A 的变量,函数 B 就被称为闭包。
函数 A 弹出调用栈后,函数 A 中的变量这时候是存储在堆上的,所以函数B依旧能引用到函数A中的变量。现在的 JS 引擎可以通过逃逸分析辨别出哪些变量需要存储在堆上,哪些需要存储在栈上。
闭包的介绍点到为止,【进阶2期】 作用域闭包会详细介绍,敬请期待。
今天文章的重点是内存回收和内存泄漏。
内存回收
JavaScript有自动垃圾收集机制,垃圾收集器会每隔一段时间就执行一次释放操作,找出那些不再继续使用的值,然后释放其占用的内存。
- 局部变量和全局变量的销毁
- 局部变量:局部作用域中,当函数执行完毕,局部变量也就没有存在的必要了,因此垃圾收集器很容易做出判断并回收。
- 全局变量:全局变量什么时候需要自动释放内存空间则很难判断,所以在开发中尽量避免使用全局变量。
- 以Google的V8引擎为例,V8引擎中所有的JS对象都是通过堆来进行内存分配的
- 初始分配:当声明变量并赋值时,V8引擎就会在堆内存中分配给这个变量。
- 继续申请:当已申请的内存不足以存储这个变量时,V8引擎就会继续申请内存,直到堆的大小达到了V8引擎的内存上限为止。
- V8引擎对堆内存中的JS对象进行分代管理
- 新生代:存活周期较短的JS对象,如临时变量、字符串等。
- 老生代:经过多次垃圾回收仍然存活,存活周期较长的对象,如主控制器、服务器对象等。
垃圾回收算法
对垃圾回收算法来说,核心**就是如何判断内存已经不再使用,常用垃圾回收算法有下面两种。
- 引用计数(现代浏览器不再使用)
- 标记清除(常用)
引用计数
引用计数算法定义“内存不再使用”的标准很简单,就是看一个对象是否有指向它的引用。如果没有其他对象指向它了,说明该对象已经不再需要了。
// 创建一个对象person,他有两个指向属性age和name的引用
var person = {
age: 12,
name: 'aaaa'
};
person.name = null; // 虽然name设置为null,但因为person对象还有指向name的引用,因此name不会回收
var p = person;
person = 1; //原来的person对象被赋值为1,但因为有新引用p指向原person对象,因此它不会被回收
p = null; //原person对象已经没有引用,很快会被回收
引用计数有一个致命的问题,那就是循环引用
如果两个对象相互引用,尽管他们已不再使用,但是垃圾回收器不会进行回收,最终可能会导致内存泄露。
function cycle() {
var o1 = {};
var o2 = {};
o1.a = o2;
o2.a = o1;
return "cycle reference!"
}
cycle();
cycle
函数执行完成之后,对象o1
和o2
实际上已经不再需要了,但根据引用计数的原则,他们之间的相互引用依然存在,因此这部分内存不会被回收。所以现代浏览器不再使用这个算法。
但是IE依旧使用。
var div = document.createElement("div");
div.onclick = function() {
console.log("click");
};
上面的写法很常见,但是上面的例子就是一个循环引用。
变量div有事件处理函数的引用,同时事件处理函数也有div的引用,因为div变量可在函数内被访问,所以循环引用就出现了。
标记清除(常用)
标记清除算法将“不再使用的对象”定义为“无法到达的对象”。即从根部(在JS中就是全局对象)出发定时扫描内存中的对象,凡是能从根部到达的对象,保留。那些从根部出发无法触及到的对象被标记为不再使用,稍后进行回收。
无法触及的对象包含了没有引用的对象这个概念,但反之未必成立。
所以上面的例子就可以正确被垃圾回收处理了。
所以现在对于主流浏览器来说,只需要切断需要回收的对象与根部的联系。最常见的内存泄露一般都与DOM元素绑定有关:
email.message = document.createElement(“div”);
displayList.appendChild(email.message);
// 稍后从displayList中清除DOM元素
displayList.removeAllChildren();
上面代码中,div
元素已经从DOM树中清除,但是该div
元素还绑定在email对象中,所以如果email对象存在,那么该div
元素就会一直保存在内存中。
内存泄漏
对于持续运行的服务进程(daemon),必须及时释放不再用到的内存。否则,内存占用越来越高,轻则影响系统性能,重则导致进程崩溃。 对于不再用到的内存,没有及时释放,就叫做内存泄漏(memory leak)
内存泄漏识别方法
1、浏览器方法
- 打开开发者工具,选择 Memory
- 在右侧的Select profiling type字段里面勾选 timeline
- 点击左上角的录制按钮。
- 在页面上进行各种操作,模拟用户的使用情况。
- 一段时间后,点击左上角的 stop 按钮,面板上就会显示这段时间的内存占用情况。
2、命令行方法
使用 Node
提供的 process.memoryUsage
方法。
console.log(process.memoryUsage());
// 输出
{
rss: 27709440, // resident set size,所有内存占用,包括指令区和堆栈
heapTotal: 5685248, // "堆"占用的内存,包括用到的和没用到的
heapUsed: 3449392, // 用到的堆的部分
external: 8772 // V8 引擎内部的 C++ 对象占用的内存
}
判断内存泄漏,以heapUsed
字段为准。
详细的JS内存分析将在【进阶20期】性能优化详细介绍,敬请期待。
WeakMap
ES6 新出的两种数据结构:WeakSet
和 WeakMap
,表示这是弱引用,它们对于值的引用都是不计入垃圾回收机制的。
const wm = new WeakMap();
const element = document.getElementById('example');
wm.set(element, 'some information');
wm.get(element) // "some information"
先新建一个 Weakmap
实例,然后将一个 DOM 节点作为键名存入该实例,并将一些附加信息作为键值,一起存放在 WeakMap
里面。这时,WeakMap
里面对element的引用就是弱引用,不会被计入垃圾回收机制。
昨日思考题解答
昨天文章留了一道思考题,群里讨论很热烈,大家应该都知道原理了,现在来简单解答下。
var a = {n: 1};
var b = a;
a.x = a = {n: 2};
a.x // --> undefined
b.x // --> {n: 2}
答案已经写上面了,这道题的关键在于
- 1、优先级。
.
的优先级高于=
,所以先执行a.x
,堆内存中的{n: 1}
就会变成{n: 1, x: undefined}
,改变之后相应的b.x
也变化了,因为指向的是同一个对象。 - 2、赋值操作是
从右到左
,所以先执行a = {n: 2}
,a
的引用就被改变了,然后这个返回值又赋值给了a.x
,需要注意的是这时候a.x
是第一步中的{n: 1, x: undefined}
那个对象,其实就是b.x
,相当于b.x = {n: 2}
今日份思考题
问题一:
从内存来看 null 和 undefined 本质的区别是什么?
问题二:
ES6语法中的 const 声明一个只读的常量,那为什么下面可以修改const的值?
const foo = {};
foo = {}; // TypeError: "foo" is read-only
foo.prop = 123;
foo.prop // 123
问题三:
哪些情况下容易产生内存泄漏?
参考
进阶系列目录
- 【进阶1期】 调用堆栈
- 【进阶2期】 作用域闭包
- 【进阶3期】 this全面解析
- 【进阶4期】 深浅拷贝原理
- 【进阶5期】 原型Prototype
- 【进阶6期】 高阶函数
- 【进阶7期】 事件机制
- 【进阶8期】 Event Loop原理
- 【进阶9期】 Promise原理
- 【进阶10期】Async/Await原理
- 【进阶11期】防抖/节流原理
- 【进阶12期】模块化详解
- 【进阶13期】ES6重难点
- 【进阶14期】计算机网络概述
- 【进阶15期】浏览器渲染原理
- 【进阶16期】webpack配置
- 【进阶17期】webpack原理
- 【进阶18期】前端监控
- 【进阶19期】跨域和安全
- 【进阶20期】性能优化
- 【进阶21期】VirtualDom原理
- 【进阶22期】Diff算法
- 【进阶23期】MVVM双向绑定
- 【进阶24期】Vuex原理
- 【进阶25期】Redux原理
- 【进阶26期】路由原理
- 【进阶27期】VueRouter源码解析
- 【进阶28期】ReactRouter源码解析
交流
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我是木易杨,网易高级前端工程师,跟着我每周重点攻克一个前端面试重难点。接下来让我带你走进高级前端的世界,在进阶的路上,共勉!
看到第一个思考题,搜了下,null和undefined的区别。之前用的时候都是判断是不是null或者是不是undefined
第二个问题:const 应该判断的是对象的引用,给一个对象添加属性并不会改变此对象的引用。
请问能根据内存回收的原理编写出, 延迟回收的方法呢? 调试过渡动画的时候经常发现因为GC导致的掉帧, 如果能把GC延迟到动画结束再开始就好了
@deepkolos
动画开始前把所有要用到的东西引用到根节点下的某个对象里去
动画结束后把这个对象置空?
第三个问题:缓存、作用域未释放(闭包) 、全局变量过多、定时器未清除、事件监听未清空、DOM的引用
今日补充一个知识点,就是闭包中的变量并不保存中栈内存中,而是保存在堆内存中,这也就解释了函数之后之后为什么闭包还能引用到函数内的变量。
"并不保存中栈内存中" 这里似乎有语句问题,应该是”保存在“