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深入了解JS的記憶體機制至關重要

每種程式設計語言都有它的記憶體管理機制,比如簡單的c有低級的記憶體管理基元,像malloc(),free()。同樣我們在學習javascript的時候,很有必要了解javascript的記憶體管理機制。

javascript的記憶體管理機制是:記憶體基元在變量(對象,字元串等等)建立時配置設定,然後在他們不再被使用時“自動”釋放。後者被稱為垃圾回收。這個“自動”是混淆并給javascript(和其他進階語言)開發者一個錯覺:他們可以不用考慮記憶體管理。

記憶體生命周期

不管什麼程式語言,記憶體生命周期基本一緻:

配置設定你所需要的記憶體

使用它(讀、寫)

當它不被使用時釋放

ps:和“把大象裝冰箱“一個意思

第一二部分過程在所有語言中都很清晰。最後一步在低級語言中很清晰,但是在像javascript等進階語言中,最後一步不清晰。

javascript的記憶體配置設定

變量初始化

為了不讓程式員為配置設定費心,javascript在定義變量時完成記憶體配置設定。

var

n = 123; // 給數值變量配置設定記憶體

var s = "azerty"; // 給字元型

var o = {

a: 1,

b:

null

}; // 為對象及其包含變量配置設定記憶體

var a = [1, null, "abra"]; //

為數組及其包含變量配置設定記憶體(就像對象)

function f(a){

return a + 2;

} //

為函數(可調用的對象)配置設定記憶體

//

函數表達式也能配置設定一個對象

someelement.addeventlistener(‘click‘,

function(){

someelement.style.backgroundcolor = ‘blue‘;

},

false);

通過函數調用的記憶體配置設定

有些函數調用結果是配置設定氟塑膠磁力泵對象記憶體:

var e =

document.createelement(‘div‘); //配置設定一個dom元素

有些方法配置設定新變量或者新對象:

var s =

"azerty";

var s2 = s.substr(0, 3); // s2 is a new

string

//因為string是不變量,javascript可能沒有配置設定記憶體,但隻是存儲了0-3的範圍。

var a = ["ouais

ouais", "nan nan"];

var a2 = ["generation", "nan nan"];

var a3 =

a.concat(a2); //

新數組中有連接配接數組a和數組a2中的四個元素。

值的使用

使用值的過程實際上是對配置設定記憶體進行讀取與寫入的操作,這意味着可以寫入一個變量或者一個對象的屬性值,甚至傳遞函數的參數。

當記憶體不再需要使用時釋放

大多數記憶體管理的問題都在這個階段。在這裡最艱難的任務是找到“所配置設定的記憶體确實已經不再需要了”。它往往要求開發人員來确定在程式中哪一塊記憶體不再需要并且釋放它。

進階語言解釋器嵌入了“垃圾回收器”,主要工作是跟蹤記憶體的配置設定和使用,以便當配置設定的記憶體不再使用時,自動釋放它。這個過程是一個近似的,因為要知道某塊記憶體是否需要是

無法判定的

(無法被某種算法所解決).

垃圾回收

如上文所述自動尋找是否一些記憶體“不再需要”的問題是無法判定的。是以,垃圾回收實作隻能有限制的解決一般問題。本節将解釋必要的概念,了解主要的垃圾回收算法和它們的局限性。

引用

垃圾回收算法主要依賴于引用的概念。在記憶體管理的環境中,一個對象如果有通路另一個對象的權限(隐式或者顯式),叫做一個對象引用另一個對象。例如,一個javascript對象具有對它原型的引用(隐式引用)和對它屬性的引用(顯式引用)。

在這裡,“對象”的概念不僅特制javascript對象,還包括函數作用域(或者全局詞法作用域)。

引用計數垃圾收集

這是最簡單的垃圾收集算法。此算法把“對象是否不再需要”簡化定義為“對象有沒有其他對象引用到它”。如果沒有引用指向該對象(零引用),對象将被垃圾回收機制回收。

例如

a:

{

b:2

}

};

// 兩個對象被建立,一個做為另一個的屬性被引用,另一個被配置設定給變量o

很顯然,沒有一個可以被垃圾收集

var o2 = o; // o2變量是第二個對“這個對象”的引用

o = 1; //

現在,“這個對象”的原始引用o被o2替換了

var oa = o2.a; // 引用“這個對象”的a屬性

現在,“這個對象”有兩個引用了,一個是o2,一個是oa

o2 = "yo"; // 最初的對象現在已經是零引用了

他可以被垃圾回收了

// 然而它的屬性a的對象還在被oa引用,是以還不能回收

oa = null; //

a屬性的那個對象現在也是零引用了

它可以被垃圾回收了

限制:循環引用

這個簡單的算法有一個限制,就是如果一個對象引用另一個(形成了循環引用),他們可能“不再需要”了,但是他們不會被回收。

o = {};

var o2 = {};

o.a = o2; // o 引用 o2

o2.a = o; // o2 引用

o

return "azerty";

f();

// 兩個對象被建立,并互相引用,形成了一個循環

他們被調用之後不會離開函數作用域

// 是以他們已經沒有用了,可以被回收了

然而,引用計數算法考慮到他們互相都有至少一次引用,是以他們不會被回收

實際當中的例子

ie 6, 7

對dom對象進行引用計數回收。對他們來說,一個常見問題就是記憶體洩露:

div.onclick =

dosomething();

div有了一個引用指向事件處理屬性onclick

// 事件處理也有一個對div的引用可以在函數作用域中被通路到

這個循環引用會導緻兩個對象都不會被垃圾回收

标記-清除算法

這個算法把“對象是否不再需要”簡化定義為“對象是否可以獲得”。

這個算法假定設定一個叫做根的對象(在javascript裡,根是全局對象)。定期的,垃圾回收器将從根開始,找所有從根開始引用的對象,然後找這些對象引用的對象……從根開始,垃圾回收器将找到所有可以獲得的對象和所有不能獲得的對象。

這個算法比前一個要好,因為“有零引用的對象”總是不可獲得的,但是相反卻不一定,參考“循環引用”。

從2012年起,所有現代浏覽器都使用了标記-清除垃圾回收算法。所有對javascript垃圾回收算法的改進都是基于标記-清除算法的改進,并沒有改進标記-清除算法本身和它對“對象是否不再需要”的簡化定義。

循環引用不再是問題了

在上面的示例中,函數調用傳回之後,兩個對象從全局對象出發無法擷取。是以,他們将會被垃圾回收器回收。

第二個示例同樣,一旦

div 和其事件處理無法從根擷取到,他們将會被垃圾回收器回收。

限制:

對象需要明确的不可獲得

盡管這是一個限制,但是很少會被突破,這也就是為什麼在現實中很少人會去關心垃圾回收機制