4 个问题图解浏览器垃圾回收的过程。

浏览器垃圾回收一直是前端面试常考的部分，我一直不太理解。最近深刻学习了一下，争取一篇文章说清楚。

咱们首先带着这 4 个问题，来了解浏览器垃圾回收的过程，后面会逐一解答：

1. 浏览器怎么进行垃圾回收？
2. 浏览器中不一样类型变量的内存都是什么时候释放？
3. 哪些状况会致使内存泄露？如何避免？
4. weakMap weakSet 和 Map Set 有什么区别？

ok, let's go！

什么是垃圾数据?

生活中你买了一瓶可乐，喝完以后可乐瓶就变成了垃圾，应该被回收处理。

一样地，咱们在写 js 代码的时候，会频繁地操做数据。

在一些数据不被须要的时候，它就是垃圾数据，垃圾数据占用的内存就应该被回收。

变量的生命周期

好比这么一段代码：

let dog = new Object()let dog.a = new Array(1)

当 JavaScript 执行这段代码的时候，

会先在全局做用域中添加一个dog 属性，并在堆中建立了一个空对象，将该对象的地址指向了 dog。

随后又建立一个大小为 1 的数组，并将属性地址指向了 dog.a。此时的内存布局图以下所示:

若是此时，我将另一个对象赋给了 a 属性，代码以下所示:

dog.a = new Object()复制代码

此时的内存布局图：

a 的指向改变了， 此时堆中的数组对象就成为了避免被使用的数据，专业名词叫「不可达」的数据。

这就是须要回收的垃圾数据。

垃圾回收算法

能够将这个过程想象成从根溢出一个巨大的油漆桶，它从一个根节点出发将可到达的对象标记染色， 而后移除未标记的。

第一步：标记空间中「可达」值。

V8 采用的是可达性 (reachability) 算法来判断堆中的对象应不该该被回收。

这个算法的思路是这样的：

• 从根节点（Root）出发，遍历全部的对象。
• 能够遍历到的对象，是可达的（reachable）。
• 没有被遍历到的对象，不可达的（unreachable）。

在浏览器环境下，根节点有不少，主要包括这几种：

• 全局变量 window，位于每一个 iframe 中
• 文档 DOM 树
• 存放在栈上的变量
• ...

这些根节点不是垃圾，不可能被回收。

第二步：回收「不可达」的值所占据的内存。

在全部的标记完成以后，统一清理内存中全部不可达的对象。

第三步，作内存整理。

• 在频繁回收对象后，内存中就会存在大量不连续空间，专业名词叫「内存碎片」。
• 当内存中出现了大量的内存碎片，若是须要分配较大的连续内存时，就有可能出现内存不足的状况。
• 因此最后一步是整理内存碎片。(但这步实际上是可选的，由于有的垃圾回收器不会产生内存碎片，好比接下来咱们要介绍的副垃圾回收器。)

何时垃圾回收？

浏览器进行垃圾回收的时候，会暂停 JavaScript 脚本，等垃圾回收完毕再继续执行。

对于普通应用这样没什么问题，但对于 JS 游戏、动画对连贯性要求比较高的应用，若是暂停时间很长就会形成页面卡顿。

这就是咱们接下来谈的关于垃圾回收的问题：何时进行垃圾回收，能够避免长时间暂停。

分代收集

浏览器将数据分为两种，一种是「临时」对象，一种是「长久」对象。

• 临时对象：
• 大部分对象在内存中存活的时间很短。
• 好比函数内部声明的变量，或者块级做用域中的变量。当函数或者代码块执行结束时，做用域中定义的变量就会被销毁。
• 这类对象很快就变得不可访问，应该快点回收。
• 长久对象：
• 生命周期很长的对象，好比全局的 window、DOM、Web API 等等。
• 这类对象能够慢点回收。

这两种对象对应不一样的回收策略，因此，V8 把堆分为新生代和老生代两个区域， 新生代中存放临时对象，老生代中存放持久对象。

而且让副垃圾回收器、主垃圾回收器，分别负责新生代、老生代的垃圾回收。

这样就能够实现高效的垃圾回收啦。

通常来讲，面试回答到这就够了。若是想和面试官深刻交流，能够继续聊聊两个垃圾回收器。

主垃圾回收器

负责老生代的垃圾回收，有两个特色：

1. 对象占用空间大。
2. 对象存活时间长。

它使用「标记-清除」的算法执行垃圾回收。

1. 首先是标记。
2. 从一组根元素开始，递归遍历这组根元素。
3. 在这个遍历过程当中，能到达的元素称为活动对象，没有到达的元素就能够判断为垃圾数据。
4. 而后是垃圾清除。直接将标记为垃圾的数据清理掉。
5. 屡次标记-清除后，会产生大量不连续的内存碎片，须要进行内存整理。

副垃圾回收器

负责新生代的垃圾回收，一般只支持 1~8 M 的容量。

新生代被分为两个区域：通常是对象区域，一半是空闲区域。

新加入的对象都被放入对象区域，等对象区域快满的时候，会执行一次垃圾清理。

1. 先给对象区域全部垃圾作标记。
2. 标记完成后，存活的对象被复制到空闲区域，而且将他们有序的排列一遍。这就回到咱们前面留下的问题 -- 副垃圾回收器没有碎片整理。由于空闲区域里此时是有序的，没有碎片，也就不须要整理了。
3. 复制完成后，对象区域会和空闲区域进行对调。将空闲区域中存活的对象放入对象区域里。这样，就完成了垃圾回收。

由于副垃圾回收器操做比较频繁，因此为了执行效率，通常新生区的空间会被设置得比较小。

一旦检测到空间装满了，就执行垃圾回收。

分代收集

一句话总结分代回收就是：将堆分为新生代与老生代，多回收新生代，少回收老生代。

这样就减小了每次需遍历的对象，从而减小每次垃圾回收的耗时。

增量收集

若是脚本中有许多对象，引擎一次性遍历整个对象，会形成一个长时间暂停。

因此引擎将垃圾收集工做分红更小的块，每次处理一部分，屡次处理。

这样就解决了长时间停顿的问题。

闲时收集

垃圾收集器只会在 CPU 空闲时尝试运行，以减小可能对代码执行的影响。

面试题1：浏览器怎么进行垃圾回收？

从三个点来回答什么是垃圾、如何捡垃圾、何时捡垃圾。

1. 什么是垃圾
2. 再也不须要，即为垃圾
3. 全局变量随时可能用到，因此必定不是垃圾
4. 如何捡垃圾（遍历算法）
5. 标记空间中「可达」值。- 从根节点（Root）出发，遍历全部的对象。
   - 能够遍历到的对象，是可达的（reachable）。
   - 没有被遍历到的对象，不可达的（unreachable）
6. 回收「不可达」的值所占据的内存。
7. 作内存整理。
8. 何时捡垃圾
9. 前端有其特殊性，垃圾回收的时候会形成页面卡顿。
10. 分代收集、增量收集、闲时收集。

面试题2：浏览器中不一样类型变量的内存都是什么时候释放？

Javascritp 中类型：值类型，引用类型。

• 引用类型
• 在没有引用以后，经过 V8 自动回收。
• 值类型
• 若是处于闭包的状况下，要等闭包没有引用才会被 V8 回收。
• 非闭包的状况下，等待 V8 的新生代切换的时候回收。

面试题3：哪些状况会致使内存泄露？如何避免？

内存泄露是指你「用不到」（访问不到）的变量，依然占居着内存空间，不能被再次利用起来。

以 Vue 为例，一般有这些状况：

• 监听在 window/body 等事件没有解绑
• 绑在 EventBus 的事件没有解绑
• Vuex 的 $store，watch 了以后没有 unwatch
• 使用第三方库建立，没有调用正确的销毁函数

解决办法：beforeDestroy 中及时销毁

• 绑定了 DOM/BOM 对象中的事件 addEventListener ，removeEventListener。
• 观察者模式 $on，$off处理。
• 若是组件中使用了定时器，应销毁处理。
• 若是在 mounted/created 钩子中使用了第三方库初始化，对应的销毁。
• 使用弱引用 weakMap、weakSet。

闭包会致使内存泄露吗？

顺便说一个我在了解垃圾回收以前对闭包的误解。

闭包会致使内存泄露吗？正确的答案是不会。

内存泄露是指你「用不到」（访问不到）的变量，依然占居着内存空间，不能被再次利用起来。

闭包里面的变量就是咱们须要的变量，不能说是内存泄露。

这个误解是如何来的？由于 IE。IE 有 bug，IE 在咱们使用完闭包以后，依然回收不了闭包里面引用的变量。这是 IE 的问题，不是闭包的问题。参考这篇文章

面试题4：weakMap weakSet 和 Map Set 有什么区别？

在 ES6 中为咱们新增了两个数据结构 WeakMap、WeakSet，就是为了解决内存泄漏的问题。

它的键名所引用的对象都是弱引用，就是垃圾回收机制遍历的时候不考虑该引用。

只要所引用的对象的其余引用都被清除，垃圾回收机制就会释放该对象所占用的内存。

也就是说，一旦再也不须要，WeakMap 里面的键名对象和所对应的键值对会自动消失，不用手动删除引用。

更全面的介绍能够看这里：第 4 题：介绍下 Set、Map、WeakSet 和 WeakMap 的区别

总结

如今咱们简单了解了浏览器的垃圾回收机制，还记得最初的 4 个问题吗？

1. 浏览器怎么进行垃圾回收？

答题思路：什么是垃圾、怎么收垃圾、何时收垃圾。

1. 浏览器中不一样类型变量的内存都是什么时候释放？

答题思路：分为值类型、引用类型。

1. 哪些状况会致使内存泄露？如何避免？

答题思路：内存泄露是指你「用不到」（访问不到）的变量，依然占居着内存空间，不能被再次利用起来。

1. weakMap weakSet 和 Map Set 有什么区别？

答题思路：WeakMap、WeakSet 弱引用，解决了内存泄露问题。

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