JavaScript如何工作:垃圾回收机制 + 常见的4种内存泄漏
原文地址: How JavaScript works: memory management + how to handle 4 common memory leaks
本文永久链接:https://didiheng.com/front/2019-04-01.html
有部分的删减和修改,不过大部分是参照原文来的,翻译的目的主要是弄清JavaScript的垃圾回收机制,觉得有问题的欢迎指正。
#JavaScript 中的内存分配
现在我们将解释第一步(分配内存)是如何在JavaScript中工作的。
JavaScript 减轻了开发人员处理内存分配的责任 - JavaScript自己执行了内存分配,同时声明了值。
var n = 374; // 为number分配内存
var s = 'sessionstack'; // 为string分配内存
var o = {
a: 1,
b: null
}; //为对象及属性分配内存
function f(a) {
return a + 3;
} // 为函数分配内存
// 函数表达式分配内存
someElement.addEventListener('click', function() {
someElement.style.backgroundColor = 'blue';
}, false);
#在 JavaScript 中使用内存
基本上在 JavaScript 中使用分配的内存,意味着在其中读写。
这可以通过读取或写入变量或对象属性的值,甚至传递一个变量给函数来完成。
#垃圾回收机制
由于发现一些内存是否“不再需要”事实上是不可判定的,所以垃圾收集在实施一般问题解决方案时具有局限性。下面将解释主要垃圾收集算法及其局限性的基本概念。
#内存引用
如果一个对象可以访问另一个对象(可以是隐式的或显式的),则称该对象引用另一个对象。例如, 一个 JavaScript 引用了它的 prototype (隐式引用)和它的属性值(显式引用)。
在这种情况下,“对象”的概念扩展到比普通JavaScript对象更广泛的范围,并包含函数作用域(或全局词法范围)。
词法作用域定义了变量名如何在嵌套函数中解析:即使父函数已经返回,内部函数仍包含父函数的作用域。
#引用计数垃圾收集
这是最简单的垃圾收集算法。 如果有零个指向它的引用,则该对象被认为是“可垃圾回收的”。 请看下面的代码:
var o1 = {
o2: {
x: 1
}
};
// 两个对象被创建。
// ‘o1’对象引用‘o2’对象作为其属性。
// 不可以被垃圾收集
var o3 = o1; // ‘o3’变量是第二个引用‘o1‘指向的对象的变量.
o1 = 1; // 现在,在‘o1’中的对象只有一个引用,由‘o3’变量表示
var o4 = o3.o2; // 对象的‘o2’属性的引用.
// 此对象现在有两个引用:一个作为属性、另一个作为’o4‘变量
o3 = '374'; // 原来在“o1”中的对象现在为零,对它的引用可以垃圾收集。
// 但是,它的‘o2’属性存在,由‘o4’变量引用,因此不能被释放。
o4 = null; // ‘o1’中最初对象的‘o2’属性对它的引用为零。它可以被垃圾收集。
#周期产生问题
在周期循环中有一个限制。在下面的例子中,两个对象被创建并相互引用,这就创建了一个循环。在函数调用之后,它们会超出界限,所以它们实际上是无用的,并且可以被释放。然而,引用计数算法认为,由于两个对象中的每一个都被至少引用了一次,所以两者都不能被垃圾收集。
function f() {
var o1 = {};
var o2 = {};
o1.p = o2; // ‘o1’ 应用 ‘02’ o1 references o2
o2.p = o1; // ‘o2’ 引用 ‘o2’ . 一个循环被创建
}
f();
#标记和扫描算法
为了确定是否需要某个对象,本算法判断该对象是否可访问。
标记和扫描算法经过这 3 个步骤:
1.根节点:一般来说,根是代码中引用的全局变量。例如,在 JavaScript 中,可以充当根节点的全局变量是“window”对象。Node.js 中的全局对象被称为“global”。完整的根节点列表由垃圾收集器构建。
2.然后算法检查所有根节点和他们的子节点并且把他们标记为活跃的(意思是他们不是垃圾)。任何根节点不能访问的变量将被标记为垃圾。
3.最后,垃圾收集器释放所有未被标记为活跃的内存块,并将这些内存返回给操作系统。
标记和扫描算法行为的可视化。
因为“一个对象有零引用”导致该对象不可达,所以这个算法比前一个算法更好。我们在周期中看到的情形恰巧相反,是不正确的。 截至 2012 年,所有现代浏览器都内置了标记扫描式的垃圾回收器。去年在 JavaScript 垃圾收集(通用/增量/并发/并行垃圾收集)领域中所做的所有改进都是基于这种算法(标记和扫描)的实现改进,但这不是对垃圾收集算法本身的改进,也不是对判断一个对象是否可访问这个目标的改进。
#周期不再是问题
在上面的例子中,函数调用返回后,两个对象不再被全局对象中的变量引用。因此,垃圾收集器会认为它们不可访问。
即使两个对象之间有引用,根节点它们不在被访问。
#统计垃圾收集器的直观行为
尽管垃圾收集器很方便,但他们也有自己的一套策略。其中之一是不确定性。换句话说,GC(垃圾收集器)是不可预测的。你不能确定一个垃圾收集器何时会执行收集。这意味着在某些情况下,程序其实需要更多的内存。其他情况下,在特别敏感的应用程序中,短暂和卡顿可能是明显的。尽管不确定性意味着不能确定一个垃圾收集器何时执行收集,大多数 GC 共享分配中的垃圾收集通用模式。如果没有执行分配,大多数 GC 保持空闲状态。考虑如下场景:
1.大量的分配被执行。
2.大多数这些元素(或全部)被标记为不可访问(假设我们废除一个指向我们不再需要的缓存的引用)。
3.没有执行更深的内存分配。
在这种情况下,大多数 GC 不会运行任何更深层次的收集。换句话说,即使存在引用可用于收集,收集器也不会收集这些引用。这些并不是严格的泄漏,但仍会导致高于日常的内存使用率。
#什么是内存泄漏?
内存泄漏是应用程序过去使用,但不再需要的尚未返回到操作系统或可用内存池的内存片段。由于没有被释放而导致的,它将可能引起程序的卡顿和崩溃。
#JavaScript 常见的四种内存泄漏
#1:全局变量
function foo(arg) {
bar = "some text";
// window.bar = "some text";
}
假设 bar 的目的只是引用 foo 函数中的一个变量。然而不使用 var 来声明它,就会创建一个冗余的全局变量。
你可以通过在 JavaScript 文件的开头添加 'use strict'; 来避免这些后果,这将开启一种更严格的 JavaScript 解析模式,从而防止意外创建全局变量。
意外的全局变量当然是个问题,然而更常出现的情况是,你的代码会受到显式的全局变量的影响,而这些全局变量无法通过垃圾收集器收集。需要特别注意用于临时存储和处理大量信息的全局变量。如果你必须使用全局变量来存储数据,当你这样做的时候,要保证一旦完成使用就把他们赋值为 null 或重新赋值 。
#2:被忘记的定时器或者回调函数
我们以经常在 JavaScript 中使用的 setInterval 为例。
var serverData = loadData();
setInterval(function() {
var renderer = document.getElementById('renderer');
if(renderer) {
renderer.innerHTML = JSON.stringify(serverData);
}
}, 5000); //每5秒执行一次.
上面的代码片段显示了使用定时器引用节点或无用数据的后果。它既不会被收集,也不会被释放。无法被垃圾收集器收集,频繁的被调用,占用内存。
而正确的使用方法是,确保一旦依赖于它们的事件已经处理完成,就通过明确的调用来删除它们。
#3:闭包
闭包是JavaScript开发的一个关键点:一个内部函数可以访问外部(封闭)函数的变量。
var theThing = null;
var replaceThing = function () {
var originalThing = theThing;
var unused = function () {
if (originalThing) // originalThing 被引用
console.log("hi");
};
theThing = {
longStr: new Array(1000000).join('*'),
someMethod: function () {
console.log("message");
}
};
};
setInterval(replaceThing, 1000);
一旦调用了 replaceThing 函数,theThing 就得到一个新的对象,它由一个大数组和一个新的闭包(someMethod)组成。然而 originalThing 被一个由 unused 变量(这是从前一次调用 replaceThing 变量的 Thing 变量)所持有的闭包所引用。需要记住的是一旦为同一个父作用域内的闭包创建作用域,作用域将被共享。
在个例子中,someMethod 创建的作用域与 unused 共享。unused 包含一个关于 originalThing 的引用。即使 unused 从未被引用过,someMethod 也可以通过 replaceThing 作用域之外的 theThing 来使用它(例如全局的某个地方)。由于 someMethod 与 unused 共享闭包范围,unused 指向 originalThing 的引用强制它保持活动状态(两个闭包之间的整个共享范围)。这阻止了它们的垃圾收集。
在上面的例子中,为闭包 someMethod 创建的作用域与 unused 共享,而 unused 又引用 originalThing。someMethod 可以通过 replaceThing 范围之外的 theThing 来引用,尽管 unused 从来没有被引用过。事实上,unused 对 originalThing 的引用要求它保持活跃,因为 someMethod 与 unused 的共享封闭范围。
所有这些都可能导致大量的内存泄漏。当上面的代码片段一遍又一遍地运行时,您可以预期到内存使用率的上升。当垃圾收集器运行时,其大小不会缩小。一个闭包链被创建(在例子中它的根就是 theThing 变量),并且每个闭包作用域都包含对大数组的间接引用。
#4: DOM 的过度引用
有些情况下开发人员在变量中存储 DOM 节点。假设你想快速更新表格中几行的内容。如果在字典或数组中存储对每个 DOM 行的引用,就会产生两个对同一个 DOM 元素的引用:一个在 DOM 树中,另一个在字典中。如果你决定删除这些行,你需要记住让两个引用都无法访问。
var elements = {
button: document.getElementById('button'),
image: document.getElementById('image')
};
function doStuff() {
elements.image.src = 'http://example.com/image_name.png';
}
function removeImage() {
// image 元素是body的直接子元素。
document.body.removeChild(document.getElementById('image'));
// 我们仍然可以在全局元素对象中引用button。换句话说,button元素仍在内存中,无法由GC收集
}
在涉及 DOM 树内的内部节点或子节点时,还有一个额外的因素需要考虑。如果你在代码中保留对table表格单元格(td 标记)的引用,并决定从 DOM 中删除该table表格但保留对该特定单元格td的引用,则可以预见到严重的内存泄漏。你可能会认为垃圾收集器会释放除了那个单元格td之外的所有东西。但情况并非如此。由于单元格td是table表格的子节点,并且子节点保持对父节点的引用,所以对table表格对单元格td的这种单引用会把整个table表格保存在内存中。
我们在 SessionStack 尝试遵循这些最佳实践,编写正确处理内存分配的代码,原因如下:
一旦将 SessionStack 集成到你的生产环境的 Web 应用程序中,它就会开始记录所有的事情:所有的 DOM 更改,用户交互,JavaScript 异常,堆栈跟踪,失败网络请求,调试消息等。
通过 SessionStack web 应用程序中的问题,并查看所有的用户行为。所有这些都必须在您的网络应用程序没有性能影响的情况下进行。
由于用户可以重新加载页面或导航你的应用程序,所有的观察者,拦截器,变量分配等都必须正确处理,这样它们才不会导致任何内存泄漏,也不会增加我们正在整合的Web应用程序的内存消耗。
这里有一个免费的计划所以你可以试试看.
#Resources
How JavaScript works: memory management + how to handle 4 common memory leaks
ps: 顺便推一下自己的个人公众号:Yopai,有兴趣的可以关注,每周不定期更新,分享可以增加世界的快乐
JavaScript如何工作:垃圾回收机制 + 常见的4种内存泄漏的更多相关文章
- JavaScript具有自动垃圾回收机制
JavaScript具有自动垃圾回收机制 原理: 找出那些不再继续使用的变量,然后释放其占用的内存. 正常的生命周期: 局部变量指在函数执行的过程中存在.而在这个过程中,会为局部变量在栈或 ...
- Javascript中的垃圾回收机制
Javascript 中的内存管理 译自MDN,Memory Management 简介 在底层语言中,比如C,有专门的内存管理机制,比如malloc() 和 free().而Javascript是有 ...
- JavaScript中的垃圾回收机制与内存泄露
什么是内存泄露? 任何编程语言,在运行时都需要使用到内存,比如在一个函数中, var arr = [1, 2, 3, 4, 5]; 这么一个数组,就需要内存. 但是,在使用了这些内存之后, 如果后面他 ...
- JavaScript 垃圾回收机制分析
同C# .Java一样可以手工调用垃圾回收程序,但是由于其消耗大量资源,而且手工调用的不会比浏览器判断的准确,所以不推荐手工调用垃圾回收. 最近精力主要用在了Web 开发上,读了一下<Jav ...
- 简单梳理JavaScript垃圾回收机制
JavaScript具有自动垃圾回收机制,即执行环境会负责管理代码执行过程中使用地内存. 这种垃圾回收机制的原理很简单:找出那些不再继续使用的变量,然后释放其占用的内存.为此,垃圾收集器会按照固定的时 ...
- 160930、Javascript的垃圾回收机制与内存管理
一.垃圾回收机制-GC Javascript具有自动垃圾回收机制(GC:Garbage Collecation),也就是说,执行环境会负责管理代码执行过程中使用的内存. 原理:垃圾收集器会定期(周期性 ...
- JavaScript作用域链和垃圾回收机制
作用域链 基本概念: 在了解作用域链和内存之前,我们先了解两个概念,分别是执行环境和变量对象. 执行环境:定义变量或者函数有权访问的其他数据,决定了它们各自的行为.每个对象都有自己的执行环境. 变量对 ...
- javascript的垃圾回收机制与内存管理
一.垃圾回收机制—GC Javascript具有自动垃圾回收机制(GC:Garbage Collecation),也就是说,执行环境会负责管理代码执行过程中使用的内存. 原理:垃圾收集器会定期(周期性 ...
- JavaScript中的垃圾回收和内存泄漏
摘要: JS内存管理. 作者:浪里行舟 Fundebug经授权转载,版权归原作者所有. 前言 程序的运行需要内存.只要程序提出要求,操作系统或者运行时就必须供给内存.所谓的内存泄漏简单来说是不再用到的 ...
随机推荐
- 云服务器 ECS Linux 系统 MySQL 备份的导入导出
MySQL 备份的导出 注意: 如果您使用的是帮助中心的一键环境配置,那么 MySQL 的安装目录是 /alidata/server/mysql. 如果您将 MySQL 安装到其他目录,您需要输入您 ...
- 08.Django基础六之ORM中的锁和事务
一 锁 行级锁 select_for_update(nowait=False, skip_locked=False) #注意必须用在事务里面,至于如何开启事务,我们看下面的事务一节. 返回一个锁住行直 ...
- Redis数据库之KEY的操作与事务管理
目的 了解并掌握各种数据类型的命令操作方式,以及各种数据类型值的操作方式.同时,主要培养对KEY的操作命令运用的能力.重点掌握对KEY信息的管理.事务常规管理和事务回滚操作. KEYS命令的练习,对K ...
- 【Django】中间件,csrf,缓存,信号
中间件(middleware) 描述:Middlewares 是修改 Django request 或者 response 对象的钩子. 在django中,中间件其实就是一个类,在请求到来和结束后,d ...
- Jetpack系列:LiveData入门级使用方法
Android APP开发中,开发者们都想有一个公共的组件,可以实现后台数据的监听,同时实时更新到UI进行显示,从而大大简化开发过程.Google针对这一开发需求,提供了Jetpack LiveDat ...
- Spring boot 梳理 - @Conditional
@Conditional(TestCondition.class) 这句代码可以标注在类上面,表示该类下面的所有@Bean都会启用配置,也可以标注在方法上面,只是对该方法启用配置. spring框架还 ...
- 分库分表(2) --- ShardingSphere(理论)
ShardingSphere---理论 ShardingSphere在中小企业需要分库分表的时候用的会比较多,因为它维护成本低,不需要额外增派人手;而且目前社区也还一直在开发和维护,还算是比较活跃. ...
- Jmeter定时器:Precise Throughput Timer使用
百度上这方面资料很少,google上有一些,我试着总结一下. Precise Throughput Timer 是Jmeter4.0添加的新功能,直接摘录一段英文: The Precise Throu ...
- MongoDB 学习笔记之 $or与索引关系
$or与索引关系: 对leftT集合的timestamp创建索引 执行$or语句:db.leftT.find({$or: [{ "timestamp" : 5},{"ag ...
- 通俗易懂spring之singleton和prototype
关于spring bean作用域,基于不同的容器,会有所不同,如BeanFactory和ApplicationContext容器就有所不同,在本篇文章,主要讲解基于ApplicationContext ...