《JavaScript 高级程序设计》第四章：变量、做用域和内存问题

目录

• 变量的引用
• 执行环境及做用域
• 做用域链延长
• 块级做用域
• 垃圾回收机制

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变量的引用

当一个变量保存了基本数据类型时，此时对于变量的操做（赋值，运算）就是操做这个基本数据的自己，就算是赋值操做，赋值时拷贝后的值与以前的值也是相互独立互不影响的。

var a = 1;
var b = a
b++;
console.log(a); //1
console.log(b); //2

这很是好理解，可是若是一个变量保存的是一个引用类型的数据，例如对象，那么状况将会不一样，这是由于变量保存的并非对象自己，而是其在内存中的地址（指针），因此当对引用类型进行赋值时，虽然也会进行拷贝，可是这个拷贝后的值只是一个指针，它们两个最终指向的都是对同一个对象的引用，所以便会存在相互影响的问题。

var obj = new Object();
var copyObj = obj;
obj.name = 'test';
console.log(obj2.name); //test

用图表示就是以下关系：

经过具体的事例再来感觉这二者的不一样：

function PersonnelInfo(age, info) {
    age = 10;
    info.name = "cheng";
}
var info = {};
var age = 0;
PersonnelInfo(age, info);
console.log(age);
console.log(info);

由此咱们能够得出变量的访问有两种，一种是“按值访问”，另外一种则是“按引用访问”，按值访问操做变量操做的就是值的自己，在进行赋值的时候也是相互独立互不影响的，而按引用访问，再进行赋值的时候，实际上多个变量访问的对象依然是同一个。

通常来讲咱们会将固定大小的值(例如基本数据类型)保存到栈内存中，将不能固定大小的值(例如对象，数组等)保存到堆内存中，这样的区分也是更好的利用内存空间，提升执行效率。

执行环境及做用域

变量的访问有两种，“按值访问”以及“按引用访问”，而执行环境(Execution Context) 则造成了做用域，做用域又肯定了变量或函数是否有权访问其它环境中的数据。也就是说执行环境肯定了某些标识符是否能被访问。

每一个执行环境都会有个与之对应的变量对象(Variable Object)，变量对象用于管理和保存当前环境中的变量以及函数(标识符)。当从一个执行环境进入到另外一个执行环境时，首先便会建立变量对象，而后该执行环境会被加入到当前的执行栈中进行执行，若是执行完毕则会从执行栈中弹出，而且该环境中的代码、函数以及变量也都会被销毁。

在JavaScript中执行环境主要的有两种：全局执行环境，函数执行环境。全局执行环境绑定在 WEB浏览器顶层宿主对象 window上，也就是说咱们在全局执行环境中声明的变量或者函数都会将做为 window对象的属性或者是方法，也所以只有在退出浏览器或关闭WEB页面才会销毁全局执行环境。
函数的执行环境也是一种局部执行环境，变量对象会比较特殊，咱们更多的将其称之为“活动对象(Active Object)”，它默认保存的一个标识符就是 arguments，而 arguments 中保存的即是该函数的参数。

当执行环境被加入到执行栈中进行执行的时候，JS引擎会根据变量对象来解析标识符，首先它会查找当前执行环境中的标识符是否在变量对象中有定义，若是有则取得标识符的值进行下一步操做，若是没有，则向上进入到上一级执行环境，访问其变量对象，依次类推，像这样对不一样的环境不一样的变量对象进行访问的路径，咱们能够称之为做用域链(scope chain)。

所以，所谓的标识符解析实际上就是沿着做用域链进行标识符的查找。
做用域链的访问只能由前向后，由下向上，而不能反方向访问，具体可见事例代码：

var x = 1;
function method(){
    var y = 2;
    console.log(x);
}
method();
console.log(y); //Uncaught ReferenceError: y is not defined

也可见下图：

做用域链延长

在 JavaScript中有的语句能够在当前的做用域链前端增长一个变量对象，从而延长做用域链。
对于 with 语句它会将指定的对象做为变量对象添加至做用域链的前端。

function buildUrl(){

    var search = '?debug=true';
    with(location){
        var url = href +　search; #注意with并无做用域。
    }
    return url;
}

而对于 catch 语句而言则会建立一个新的对象，而后添加至当前做用域链的前端，在这个变量对象中保存的主要是错误对象 Error 的相关信息，例如 name，message等。

块级做用域

JavaScript (ES5) 中并不存在块级做用域，ES5支持的做用域跟执行环境相同，主要有函数（局部）做用域、全局做用域。
声明变量时，若是使用 var 关键字，则所声明的变量添加至当前执行环境中的变量对象上，若是没有使用 var 关键字，则默认添加至全局执行环境的的变量对象上。

不管是全局做用域仍是局部做用域，声明变量时正确的操做都是使用 var 关键字去声明。

垃圾回收机制

概述

JavaScript支持自动的垃圾回收机制，而不像C，C++那样须要手动的跟踪内存的使用状况，而所谓的自动垃圾回收机制，其本质原理很是简单，那就是每隔一段时间，周期性的检查程序的执行状况，将不在使用的标识符其所占据的内存释放，或者自动分配程序执行期间所须要的内存空间，这样开发人员只需关注业务功能代码，无需过多关心内存的使用状况。

当咱们明白垃圾回收机制的大体原理时，那么如何肯定一个标识符，其生命周期是否已经结束，就时垃圾自动回收的功能核心。

标记清除

主流浏览器厂商，基本都时采用 “标记清除(mark and sweep)”的方式来标识那些变量能够被回收，那些变量还具备引用关系不能被回收。
其大体思路时当一个变量进入执行环境时，会为它添加一个标志位，用于说明该变量进入了该环境，原则上永远不能释放进入环境中的变量，由于执行流程进入到相应的环境就有可能会用获得。而当变量离开环境时，则再将其标志置为离开状态。
这种标志位的记录方式有不少种，你能够经过翻转某一个位来记录一个变量什么时候进入环境，什么时候离开环境，也可使用 map表的方式来分别记录进入与离开时的状态信息。
当JS的垃圾回收机制运行的时候，它会给存储在内存中的全部变量都加上标记（可使用任何方式）而后它会去掉全局环境中的以及执行环境中具备引用关系的变量标记，而在此以后在被添加标记（能够认为是离开标记）都被视为准备删除的变量，缘由是这些变量已经不须要再被访问了。
简单的来归纳，那就时当变量进入环境时，其标记为1，离开时置为0，而后JS的垃圾回收机制每隔一段时间来扫描，将标记为0的变量进行释放。
用代码来表示以下：

var status = 1 //进入环境

status = null //离开环境，或者为Null的时候，立刻被垃圾回收机制回收。

引用计数

“引用计数 (reference counting)”。引用计数实际上就是对值的一种计数标记，当咱们定义一个变量并为它赋值一个引用类型时，这个引用类型的值其引用次数就默认为1，当这个值还被其它的变量所引用，则引用次数加1。相反当引用了这个值的变量引用了别的值，则其引用次数减1。当这个值的引用次数为0时，便说明这个值已经以及没有被其它变量引用了，此时即可以将其所占据的内存释放出来。

引用计数的方式有一个很是严重的问题，那就是“循环引用”，当A的值有对B值的引用，而B值中也有对A值的引用时就会发生循环引用。

function problem(){
    var ObjectA = new Object();
    var ObjectB = new Object();
    ObjectA.A = ObjectB;
    ObjectB.B = ObjectA;
}

在这个事例中变量 ObjectA 与 ObjectB的值分别被引用了两次，第一次是声明变量并赋值的时候，第二次则是它们各自的属性进行了交叉引用。因此此时这两个对象的值引用次数就时 2，若是在标记清除的策略中并没用什么问题，可是在引用计数的方式下，ObjectA与ObjectB将在函数执行完毕后还会存在，由于它们的引用次数永远不会为0。假如这个函数被重复执行屡次，那么就会致使更多的内存空间得不到回收。

采用“引用计数”方式的浏览器都很是古老了，主要是 Netspace Navigator 3.0 以及以前，因此不须要太担忧，可是了解下仍是很是有必要的，这是由于在IE9以前，对于JavaScript中原生对象采用的是标记清除方式，可是对于非原生对象，例如BOM，DOM等垃圾回收机制依然仍是引用计数策略，因此若是须要兼容IE9如下版本的浏览器，在操做非原生对象时，就有可能会出现循环引用的问题。

事例代码：

var element = document.getElementById('element');
var myObject = new Object();

myObject.element = element;
element.hostObject = myObject;

对于这种状况，咱们最好在书写代码的时候就要尽可能避免，若是难以免，则在程序执行完成之后也要记得手动释放。

myObject.element = null;
element.hostObject = null;

性能问题

咱们知道垃圾回收机制是周期性的进行运行的，所以肯定垃圾收集的时间间隔是一个很是重要的问题。
在IE7以前，IE的回收机制都是根据内存的分配量进行的，具体一点就是256个变量，4096个对象（或数组）字面量和数组元素(slot)或者64KB的字符串，达到上述的任何一个临界值，垃圾收集器就会运行。这种实现方式的问题在于若是一个脚本具备很是多的变量，那么脚本极可能会在其生命周期中一直保有那么多的变量。这样一来，垃圾收集器就不得不频繁的执行，从而影响了正常的程序执行。
到了IE7后，微软重写了IE浏览器的垃圾回收机制，触发垃圾收集的变量分配、字面量和（或）数组元素的临界值被调整为动态修正，其各项临界值在初始时与IE6及以前的版本相同，若是垃圾收集例程回收的内存分配量低于15%，则变量、字面量和（或）数组元素的临界值就会加倍，若是例程回收了85%的内存分配量，则再将各临界值重置为默认值。

在平常编码时还有另外一种方式能够很好的提高执行的性能，那就是为再也不使用到的变量赋值 null 来进行手动的释放。通常来讲这种方式经常使用于全局变量，由于局部变量会由垃圾回收机制自行清理。

function doSomething() {
    var obj = new Object();
    return obj.name = 'csutom';

}

var global_var = doSomething();

//...

global_var = null; //当不用的时候最好记得手动释放