JavaScript的内存管理
JavaScript的内存管理
1.什么是内存管理?
在了解JavaScript的内存管理之前,可以先大致熟悉一下什么是内存管理,不管什么样的编程语言,在其代码执行的过程中都是需要为其分配内存的。
不管什么样的编程语言,以及它用什么方式来管理内存,其内存的管理都具备以下的生命周期:
- 申请内存:分配其需要的内存。
- 使用内存:使用分配的内存。
- 释放内存:使用完毕后,对其进行释放。
但是不同的编程语言对内存的申请和释放会有不同的实现,主要分为手动和自动管理内存:
- 手动管理内存:像C、C++等一些接近底层的编程语言,都是需要手动来申请和释放内存(malloc函数用于申请内存、free函数用于释放内存)。
- 自动管理内存:像Java、JavaScript、Python等一些高级编程语言,都是自动帮助我们管理内存的。
2.JavaScript的内存分配
通过上面对内存管理的简单介绍可以知道,JavaScript是自动管理内存的,所以在我们编写JS代码定义变量时就会为其分配内存。
根据JavaScript不同的数据类型,会对其分配到不同的内存空间中,数据类型主要分为基本数据类型和复杂数据类型:
- 对于基本数据类型的内存分配会在执行时,直接在栈空间中进行分配。
- 基本数据类型(也称值类型):string、number、boolean、undefined、null、symbol;
- 对于复杂数据类型的内存分配会在堆内存中开辟一块空间,变量引用其内存地址。
- 复杂数据类型(也称引用类型):object、function、array;
以下代码在内存结构中的表现形式如下:
const name = 'curry'
const age = 30
const info = {
name: 'kobe',
age: 24
}
3.JavaScript的垃圾回收机制
在管理内存的生命周期中是包括内存的释放,因为我们的内存大小是有限的,所以当代码执行完毕,不再需要内存的时候,那么就需要对其进行内存释放,以便腾出更多的内存空间给其它的应用程序使用。
- 而在手动管理内存的编程语言中,需要自己通过一些方式来释放不再需要的内存,这样就需要编写专门用于管理内存的代码,不仅影响编写代码的效率,管理不当也有可能产生内存泄露。
- 所以大部分现代的编程语言都是有自己的垃圾回收机制的,那么什么是垃圾回收机制?
- 垃圾回收(Garbage Collection,简称GC),就是对于那些不再使用的数据,都可以称之为垃圾,需要通过回收来释放内存空间;
- 在JavaScript的运行环境JS引擎中就存在垃圾回收的功能模块,这个功能模块就称为垃圾回收器;
- 那么这里就可以提出一个疑问,GC是如何找到不再使用的数据,并对其进行内存回收呢?
- 这里就用到了GC算法,下面介绍两种常见的GC算法;
4.两种常见的GC算法
4.1.引用计数
什么是引用计数?
当一个对象有一个引用指向它时,那么这个对象的引用就加1,并且将其引用次数保存起来,而当一个对象的引用为0时,那么这个对象就可以被销毁了(回收)。
示例代码:
- person1的引用次数为3;
- person2和person3的引用次为1;
let person1 = { name: 'curry' }
let person2 = {
name: 'kobe',
friend: person1
}
let person3 = {
name: 'klay',
friend: person1
}
内存表现:
如果接着执行person3 = null
,那么person3的引用指向次数就会减1,变为0,从而销毁。而person3销毁后person1也会失去person3的指向,引用指向次数也会减1,变为2。
缺点:但是引用计数这个GC算法,存在一个很大的弊端,就是当出现循环引用时,就无法进行正确的回收,导致内存泄露,如下示例代码:
- curry的好朋友是klay,巧合的是klay的好朋友是curry,这样就出现了对象的循环引用;
let person1 = {
name: 'curry',
friend: person2
}
let person2 = {
name: 'klay',
friend: person1
}
内存表现:
- 即使执行
person1 = null; person2 = null
,person1和person2对象的引用次数依然为1; - 所以引用计数就无法很好的处理这种情况了;
4.2.标记清除
什么是标记清除?
这个算法设置了一个根对象(root object),GC会定期从这个根对象开始往下查找有引用到的对象,而对于那些没有引用到的对象,也就是没有查找到的对象,就认为是需要进行回收的对象。
标记清除的一大优势就是可以很好的解决循环引用的问题,如下图:
- 标记清除算法首先会从root object往下开始查找引用到的对象;
- 而对于object6和object7进行了循环引用了的对象,是查找不到的,就会被视为回收对象,从而被GC回收;
- 目前的JS引擎的GC核心采用的比较多的算法就是标记清除,类似于V8引擎不单单只是用了标记清除,同时也结合了一些其它的算法来应对更多的情况;
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