javascript内存管理（堆和栈）和javascript运行机制

内存基本概念

内存的生命周期：

一、分配所需的内存

二、内存的读与写

三、不须要时将其释放

全部语言的内存生命周期都基本一致，不一样的是最后一步在低级语言中很清晰，可是在像JavaScript 等高级语言中，这一步是隐藏的、透明的。

 

js的内存生命周期：

一、定义变量时就完成了内存分配

二、使用值的过程其实是对分配内存进行读取与写入的操做。读取与写入多是写入一个变量或者一个对象的属性值，甚至传递函数的参数。

三、而内存的释放而依赖GC机制（高级语言解释器嵌入的“垃圾回收器”）。

 

程序运行的时候，须要内存空间存放数据。通常来讲，系统会划分出两种不一样的内存空间：一种叫作栈（stack），另外一种叫作堆（heap）。

堆（heap）与栈（stack）

heap是没有结构的，数据能够任意存放。heap用于复杂数据类型（引用类型）分配空间，例如数组对象、object对象。

 

 

 stack是有结构的，每一个区块按照必定次序存放（后进先出），stack中主要存放一些基本类型的变量和对象的引用，存在栈中的数据大小与生存期必须是肯定的。能够明确知道每一个区块的大小，所以，stack的寻址速度要快于heap。

函数调用造成了一个栈帧。

function foo(b) {
  var a = 10;
  return a + b + 11;
}

function bar(x) {
  var y = 3;
  return foo(x * y);
}

console.log(bar(7));

当调用bar时，建立了第一个帧 ，帧中包含了bar的参数和局部变量。

 

当bar调用foo时，第二个帧就被建立，并被压到第一个帧之上，帧中包含了foo的参数和局部变量。当foo返回时，最上层的帧就被弹出栈（剩下bar函数的调用帧 ）。

当bar返回的时候，栈就空了。

 

堆与栈的大小

程序运行时，每一个线程分配一个stack，每一个进程分配一个heap，也就是说，stack是线程独占的，heap是线程共用的。此外，stack建立的时候，大小是肯定的，数据超过这个大小，就发生stack overflow错误，而heap的大小是不肯定的，须要的话能够不断增长。因此这里只看stack的大小限制。下面是一个简单的测试：

var i=0;
function inc() {
    i++;
    if(i>41909){return;}
    inc();
}
inc();

测试环境是16G内存的电脑，须要注意的是：根据栈的定义能够知道若是 inc 函数里有变量申明的话也是会有内存占用的。

一、谷歌浏览器chrome 55.0版本下限制是41909条。

二、IE8浏览器下限制是3062条。

 

stack overflow（栈溢出）

由于stack是有限制的，并且stack超出浏览器的规定的栈限制时就会报stack overflow。通常状况下不会出现这种状况，由于js语言有他本身的GC机制，而出现这种状况通常是js的死循环或者没有正确的中止递归形成的，能够经过调试去追踪stack。我还碰到过c++编绎的activx控件，使用事件函数作实时推送时stack overflow。缘由是控件的事件函数并不会等showMsg函数执行完再进行推送，解决方法是推送每次只推送一条，当js执行完后再请求下一次推送。

function showMsg(msg){
    return msg;
}
function msgctrl::OnMsgNtf(msg)
{
    showMsg()
}

 

 

javascript 的单线程

JavaScript语言的一大特色就是单线程，也就是说，同一个时间只能作一件事。

JavaScript的单线程，与它的用途有关。做为浏览器脚本语言，JavaScript的主要用途是与用户互动，以及操做DOM。这决定了它只能是单线程，不然会带来很复杂的同步问题。好比，假定JavaScript同时有两个线程，一个线程在某个DOM节点上添加内容，另外一个线程删除了这个节点，这时浏览器应该以哪一个线程为准？

因此，为了不复杂性，从一诞生，JavaScript就是单线程，这已经成了这门语言的核心特征，未来也不会改变。

为了利用多核CPU的计算能力，HTML5提出Web Worker标准，容许JavaScript脚本建立多个线程，可是子线程彻底受主线程控制，且不得操做DOM。因此，这个新标准并无改变JavaScript单线程的本质。

 

Event-Loop（事件循环）

单线程就意味着，全部任务须要排队，前一个任务结束，才会执行后一个任务。若是前一个任务耗时很长，后一个任务就不得不一直等着。

若是排队是由于计算量大，CPU忙不过来，倒也算了，可是不少时候CPU是闲着的，由于IO设备（输入输出设备）很慢（好比Ajax操做从网络读取数据），不得不等着结果出来，再往下执行。

JavaScript语言的设计者意识到，这时主线程彻底能够无论IO设备，挂起处于等待中的任务，先运行排在后面的任务。等到IO设备返回告终果，再回过头，把挂起的任务继续执行下去。

因而，全部任务能够分红两种，一种是同步任务（synchronous），另外一种是异步任务（asynchronous）。同步任务指的是，在主线程上排队执行的任务，只有前一个任务执行完毕，才能执行后一个任务；异步任务指的是，不进入主线程、而进入"任务队列"（task queue）的任务，只有"任务队列"通知主线程，某个异步任务能够执行了，该任务才会进入主线程执行。

常见的异步任务有Ajax操做、定时器（setTimeout/setInterval）、UI事件（load(图片js文件的加载等)、resize、scroll、click等）。网上有文章说定时器是另起一个线程并行执行是不对的，下面是简单的测试：

setTimeout(function(){console.log(111)},5);
console.log(new Date().getTime())
for(var i=0; i<10000000; i++){

}
console.log(new Date().getTime())
console.log(777);

运行结果：

能够看出只有等主线程执行完毕后才会执行任务队列中的任务。

 

具体来讲，异步执行的运行机制以下。（同步执行也是如此，由于它能够被视为没有异步任务的异步执行。）

（1）全部同步任务都在主线程上执行，造成一个执行栈（execution context stack）。

（2）主线程以外，还存在一个"任务队列"（task queue）。只要异步任务有了运行结果，就在"任务队列"之中放置一个事件。

（3）一旦"执行栈"中的全部同步任务执行完毕，系统就会读取"任务队列"，看看里面有哪些事件。那些对应的异步任务，因而结束等待状态，进入执行栈，开始执行。

（4）主线程不断重复上面的第三步。

下图就是主线程和任务队列的示意图。

只要主线程空了，就会去读取"任务队列"，这就是JavaScript的运行机制。这个过程会不断重复。

参考连接：http://www.ruanyifeng.com/blog/2014/10/event-loop.html