今天来聊聊JavaScript的垃圾回收机制

这是我参与8月更文挑战的第8天，活动详情查看：8月更文挑战

垃圾回收

　　JavaScript是使用垃圾回收的语言，也就是说执行环境负责在代码执行时管理内存。在C和C++等语言中，跟踪内存使用对开发者来讲是很大的负担，也是不少问题的来源。JavaScript为开发者卸下了这个负担，经过自动内存管理实现内存分配和闲置资源回收。基本思路很简单：肯定哪一个变量不会再使用，而后释放它占用的内存。这个过程是周期性的，即垃圾回收程序每隔必定时间（或者说在代码执行过程当中某个预约的收集时间）就会自动运行。垃圾回收过程是一个近似且不完美的方案，由于某块内存是否还有用，属于不可断定的问题。意味着算法是解决不了的。

　　咱们以函数中局部变量的正常生命周期为例。函数中的局部变量会在函数执行时存在。此时，栈（或者堆）内存会分配空间以保存相应的值。函数在内部使用了变量，而后退出。此时，就再也不须要那个局部变量了，它占用的内存能够释放，供之后使用。这种状况下显然再也不须要局部变量了，但并非全部时候都会这么明显。垃圾回收程序必须跟踪记录哪一个变量还会使用，以及哪一个变量不会再使用，以便回收内存。如何标记未使用的变量也许有不一样的实现方式。不过，在浏览器的发展史上，用到过两种主要的标记策略：标记清理和引用计数。

节选自JavaScript高级程序设计（第四版）第四章

一、引用计数（reference counting）

　　另外一种不太常见的垃圾回收策略是引用计数。引用计数的含义是跟踪记录每一个值被引用的次数。当声明了一个变量并将一个引用类型赋值给该变量时，则这个值的引用次数就是1。相反，若是包含对这个值引用的变量又取得了另一个值，则这个值的引用次数就减1。当这个引用次数变成0时，则说明没有办法再访问这个值了，于是就能够将其所占的内存空间给收回来。这样，垃圾收集器下次再运行时，它就会释放那些引用次数为0的值所占的内存。

引用计数有个最大的问题： 循环引用。

举个🌰 A:

好比对象A有一个属性指向对象B，而对象B也有有一个属性指向对象A，这样相互引用.

function func() {
    let obj1 = {};
    let obj2 = {};

    obj1.a = obj2; // obj1 引用 obj2
    obj2.a = obj1; // obj2 引用 obj1
}
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　　在这个例子中，objA和objB经过各自的属性相互引用；也就是说这两个对象的引用次数都是2。在采用引用计数的策略中，因为函数执行以后，这两个对象都离开了做用域，函数执行完成以后，objA和objB还将会继续存在，由于他们的引用次数永远不会是0。这样的相互引用若是说很大量的存在就会致使大量的内存泄露。

解决：手动解除引用

obj1.a = null;
obj2.a = null;
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举个🌰 B：涉及COM对象的循环引用问题：

let element = document.getElementById('some_element')
let myObject = new Object()
myObject.element = element
element.someObject = myObject
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　　这个例子在一个DOM对象（element）和一个原生JavaScript对象（myObject）之间制造了循环引用。myObject变量有一个名为element的属性指向DOM对象element，而element对象有一个someObject属性指回myObject对象.因为存在循环引用，所以DOM元素的内存永远不会被回收，即便它已经被从页面上删除了也是如此。

　　为避免相似的循环引用问题，应该在确保不使用的状况下切断原生JavaScript对象与DOM元素之间的链接。好比，经过如下代码能够清除前面例子中创建的循环引用：

myObject.element = null
element.someObject = null
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把变量设置为null实际上会切段变量与其以前引用值之间的关系。当下次垃圾回收程序运行时，这些值就会被删除，内存也会被回收。

注意⚠️：为了补救这点，IE9把BOM和DOM对象都改为了JavaScript对象，这同时也避免了因为存在两套垃圾回收算法而致使的问题，还消除了常见的内存泄漏现象。

二、标记清除（mark-and-sweep）

　　这是javascript中最经常使用的垃圾回收方式。当变量进入执行环境是，就标记这个变量为“进入环境”。从逻辑上讲，永远不能释放进入环境的变量所占用的内存，由于只要执行流进入相应的环境，就可能会用到他们。当变量离开环境时，则将其标记为“离开环境”。

　　垃圾收集器在运行的时候会给存储在内存中的全部变量都加上标记。而后，它会去掉环境中的变量以及被环境中的变量引用的标记。而在此以后再被加上标记的变量将被视为准备删除的变量，缘由是环境中的变量已经没法访问到这些变量了。最后。垃圾收集器完成内存清除工做，销毁那些带标记的值，并回收他们所占用的内存空间。

　　标记清除也会遇到循环引用的问题。IE中有一部分对象并非原生JavaScript对象。例如，其BOM和DOM中的对象就是使用C++以COM（Component Object Model，组件对象）对象的形式实现的，而COM对象的垃圾回收器就是采用的引用计数的策略。所以，即便IE的Javascript引擎使用标记清除的策略来实现的，但JavaScript访问的COM对象依然是基于引用计数的策略的。说白了，只要IE中涉及COM对象，就会存在循环引用的问题。

　　解决：手工断开js对象和DOM之间的连接。赋值为null。IE9把DOM和BOM转换成真正的JS对象了，因此避免了这个问题。

三、避免垃圾回收

经过上面内容了解了，浏览器虽然能够自动化执行垃圾回收，但若是项目比较大代码复杂，回收执行代价较大，某些状况甚至不能识别回收

1.数组array优化

将[]赋值给一个数组对象，是清空数组的捷径(例如： arr = [];),可是须要注意的是，这种方式又建立了一个新的空对象，而且将原来的数组对象变成了一小片内存垃圾！实际上，将数组长度赋值为0（arr.length = 0）也能达到清空数组的目的，而且同时能实现数组重用，减小内存垃圾的产生。 

2. 对象尽可能复用

对象尽可能复用，尤为是在循环等地方出现建立新对象，能复用就复用。不用的对象，尽量设置为null，尽快被垃圾回收掉。

3.循环优化

在循环中的函数表达式，能复用最好放到循环外面。

四、避免内存泄漏

1.意外的全局变量

function fn(arg) {
    m = "this is a hidden global variable"
}
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m没被声明,会变成一个全局变量,在页面关闭以前不会被释放。

另外一种意外的全局变量可能由 this 建立:

function fn() {
    this.variable = "potential accidental global"
}
// fn 调用本身，this 指向了全局对象（window）
fn()
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在 JavaScript 文件头部加上 'use strict'，能够避免此类错误发生。启用严格模式解析 JavaScript ，避免意外的全局变量。

2.被遗忘的计时器或回调函数

let someResource = getData()
setInterval(function() {
    let node = document.getElementById('Node')
    if(node) {
        // 处理 node 和 someResource
        node.innerHTML = JSON.stringify(someResource))
    }
}, 1000)
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这样的代码很常见，若是id为Node的元素从DOM中移除，该定时器仍会存在，同时，由于回调函数中包含对someResource的引用，定时器外面的someResource也不会被释放。

因此要用完记住清除定时器鸭，也尽可能别在定时器里引用dom对象。

3.闭包

function fn() {
    let m = document.createElement('xx')
    m.onClick = () => {
        // Even if it a empty function
    }
}
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闭包能够维持函数内局部变量，使其得不到释放。

上例定义事件回调时，因为是函数内定义函数，而且内部函数 -> 事件回调引用外部函数，造成了闭包

解决办法：

// 1. 将事件处理函数定义在外面
function fn() {
    let m = document.createElement('xx')
    m.onClick = onClickFn()
}

// 2. 定义事件处理函数的外部函数中，删除对dom对象的引用
function fn() {
    let m = document.createElement('xx')
    m.onClick = () => {
        // Even if it a empty function
    }
    m = null
}
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将事件处理函数定义在外部，解除闭包，或者在定义事件处理函数的外部函数中，删除对dom的引用。

4.没有清理的DOM元素引用

有时，保存 DOM 节点内部数据结构颇有用。假如你想快速更新表格的几行内容，把每一行 DOM 存成字典（JSON 键值对）或者数组颇有意义。此时，一样的 DOM 元素存在两个引用：一个在 DOM 树中，另外一个在字典中。未来你决定删除这些行时，须要把两个引用都清除。

let elements = {
    button: document.getElementById('button'),
    image: document.getElementById('image'),
    text: document.getElementById('text')
}

function doStuff() {
    image.src = 'http://some.url/image'
    button.click()
    console.log(text.innerHTML)
}

function removeButton() {
    document.body.removeChild(document.getElementById('button'))
    // 此时，仍旧存在一个全局的 #button 的引用
    // elements 字典。button 元素仍旧在内存中，不能被 GC 回收。
}
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虽然咱们用removeChild移除了button，可是还在elements对象里保存着#button的引用，换言之，DOM元素还在内存里面。

最后最后：

明天港性能，有空能够来看看蛙，下班10点半，到家11点半，大半夜写的文章呢。

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