📒【JS内存】正确理解JavaScript闭包与内存泄露

JS内存生命周期

  1. 分配内存;
  2. 放入需要存储的信息,执行内存的读与写操作;
  3. 使用完后释放内存;

【内存的分配】Q:JS中不同类型的变量是怎么存储的呢?

JS 中的数据类型主要有两类:基本类型和引用类型。
JS有两种不同类型的内存空间:栈内存和堆内存。栈是线性表的一种,而堆则是树形结构。

  1. 基本类型包括:Sting、Number、Boolean、null、undefined、Symbol。这类型的数据最明显的特征是大小固定、体积轻量、相对简单,它们被放在 JS 的 栈内存 里存储。
  2. 引用类型,比如 Object、Array、Function 等。这类数据比较复杂、占用空间较大、且大小不定,它们被放在 JS 的 堆内存 里存储。
let a = 0; 
let b = "Hello World" 
let c = null; 
let d = { name: '修言' }; 
let e = ['修言', '小明', 'bear']; 
变量在内存中的形态.png

【内存的使用】Q:JS中变量的访问机制?

在访问 a、b、c 三个变量时,过程非常简单:从栈中直接获取该变量的值。
在访问 d 和 e 时,则需要分两步走:

  • 从栈中获取变量对应对象的引用(即它在堆内存中的地址)
  • 拿着 1 中获取到的地址,再去堆内存空间查询,才能拿到我们想要的数据

【内存的释放】垃圾回收机制

每隔一段时间,JS 的垃圾收集器就会对变量做 “巡检”。当它判断一个变量不再被需要之后,它就会把这个变量所占用的内存空间给释放掉,这个过程叫做 垃圾回收

Q:JS 是如何知道一个变量是否不被需要的呢?——垃圾回收算法

我们讨论的垃圾回收算法有两种

  1. 引用计数法
    这是最初级的垃圾回收算法,它在现代浏览器里几乎已经被淘汰。在引用计数法的机制下,内存中的每一个值都会对应一个引用计数。当垃圾收集器感知到某个值的引用计数为 0 时,就判断它 “没用” 了,随即这块内存就会被释放
  • const arr = [1,2,3] 这段代码首先是开辟了一块内存,把数组[1,2,3]塞了进去,此时这个数组就占据了一块内存。随后 arr 变量指向它,这就是创建了一个指向该数组的 “引用”。此时数组的引用计数就是 1。
  • arr = nullarr指向null,这个数组[1,2,3]所具备的引用计数就会跟着变成 0,它就变成了一块没用的内存,即将面临着作为 “垃圾” 被回收的命运。

引用计数法的糟糕点在于无法甄别循环引用场景下的垃圾

  1. 标记清除法
    考虑到引用计数法存在严重的局限性,自 2012 年起,所有浏览器都使用了标记清除算法。可以说,标记清除法是现代浏览器的标准垃圾回收算法。
    这个算法有两个阶段,分别是标记阶段和清除阶段:
  • 标记阶段:垃圾收集器会先找到根对象,在浏览器里,根对象是 Window;在 Node 里,根对象是 Global。从根对象出发,垃圾收集器会扫描所有可以通过根对象触及的变量,这些对象会被标记为 “可抵达”。
  • 清除阶段: 没有被标记为 “可抵达” 的变量,就会被认为是不需要的变量,这波变量会被清除

内存泄露

该释放的变量(内存垃圾)没有被释放,仍然霸占着原有的内存不松手,导致内存占用不断攀高,带来性能恶化、系统崩溃等一系列问题,这种现象就叫内存泄漏。
举个例子:

var theThing = null;
var replaceThing = function () {
  var originalThing = theThing;
  var unused = function () {
    if (originalThing) // 'originalThing'的引用
      console.log("嘿嘿嘿");
  };
  theThing = {
    longStr: new Array(1000000).join('*'),
    someMethod: function () {
      console.log("哈哈哈");
    }
  };
};
setInterval(replaceThing, 1000);

在 V8 中,一旦不同的作用域位于同一个父级作用域下,那么它们会共享这个父级作用域
在这段代码里, unused 是一个不会被使用的闭包,但和它共享同一个父级作用域的 someMethod,则是一个 “可抵达”(也就意味着可以被使用)的闭包。unused 引用了 originalThing,这导致和它共享作用域的 someMethod 也间接地引用了 originalThing。结果就是 someMethod “被迫” 产生了对 originalThing 的持续引用,originalThing 虽然没有任何意义和作用,却永远不会被回收。不仅如此,originalThing 每次 setInterval都会改变一次指向(指向最近一次的 theThing 赋值结果),这导致无法被回收的无用 originalThing 越堆积越多,最终导致严重的内存泄漏。

常见的引发内存泄露的情况

  1. 意外的全局变量
  2. 忘记清除的 setInterval 和 setTimeout
  3. 清除不当的DOM
  4. 闭包

小结

单纯由闭包导致的内存泄漏,极少极少。更多的时候都是编码的失误,因此要用严谨的态度对待每一行代码!

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