魔鬼的梦魇—验证IE中的JS内存泄露模式(一)

随着移动互联网的发展，现在越来越多的应用开始想bs方向转移，原来很多复杂的计算逻辑也自然随着转移到了客户端，需要客户端的javascript来担任实现的角色；原本不起眼的内存泄露，现在却犹如恶魔会很快的吞噬掉用户的内存。从去年开始就在专注js面向对象开发实现、托管代码垃圾回收算法、js内存泄露相关的东西；如果大家关注过这方面的东西，那我想你一定读过微软开发人员Justin Rogers撰写的那篇经典的内存泄露模式，其实道理阐述的很清楚，但是怎么证明和呈现泄露的存在呢？这是一直困扰我的一个难题！今天我们针对这篇文章的各个模式，记录一下自己的一些想法，很多是自己的推论，并不一定正确，欢迎大家批评指正；

泄露的客观因素

在过去，对于web开发人员内存泄露并没有引起大的问题，主要是因为页面都相对比较简单，并且页面也只是在一个站点内跳转（这也是一种很好的释放松散内存的方式）；如果有内存泄露的话，那也是小的不足以引起开发人员的注意。

随着技术的发展，新的应用程序需要遵循更高的标准。一个页面或许会运行数个小时而没有跳转页面并通过web服务动态检索数据进行更新。复杂的事件机制、面向对象开发、闭包等很多语言特性被用来开发整个应用程序。在这些和其他的一些改变下，某些内存泄露模式开始变得更加突出，尤其是那些以前被页面跳转隐藏的泄露问题。

内存泄露模式

接下来我们将会讨论内存泄露模式，并且每个模式都会给出一些简单的例子。现在，我们简单的看一下以下的模式：

1. 循环引用---当IE中COM对象和js的对象形成循环引用的时候，对象得不到释放就是造成内存泄露。这是一种最广泛的模式。

2. 闭包---作为一种在web应用程序中使用最广泛的模式，闭包是以一种特殊方式的循环引用造成内存泄露的。

3. 跨页泄露---当你从一个页面跳转到另一个页面的时候，由于产生的一些中间对象会形成很微弱的内存泄露。

4. Pseudo-Leaks---这个并不是真正的泄露，但是如果你不理解这个，那么你的内存不断增加也是十分恼人的。

以上是根据自己对文章的理解，对部分文字的翻译，下面我们将以同样的方式，先就翻译，然后记录相应的思考。

循环引用模式

循环引用几乎是所有泄露的根源。正常情况下，js的脚本引擎是可以通过垃圾回收器解

决循环引用问题的（js的垃圾回收器使用的标记擦除法，前面已经介绍过标记擦除法，这种算法本身是可以解决循环引用的问题），但是某些未知的情况会阻止其正常工作。在IE中这些未知情况出现在js对象可以访问DOM元素的情况下。其基本的规则原理如下图（循环引用模式原理图）所示

该模式导致内存泄露的原因是基于COM的引用计数器。Js引擎引用一个DOM元素，那么回收和释放DOM元素的引用，只能一直等待到对其引用被解除。在我们的图中，js引擎存在两个引用：scope对象和DOM元素的expando属性。当js引擎结束的时候将会释放第一个引用，但是对DOM元素的引用并不会释放，因为它会一直等待js引擎释放对它的引用。你或许会想很容易就可以探测到这种情况并解决这个问题，但是在实践中这只是众多情况中的冰山一角。如果循环引用是由30个对象的环（类似链表）形成的，那么将会很难探测到。

图 1. 循环引用模式原理图

根据这个原理图，我写了个测试的例子，在函数principlePictureLeak中，我们获取到span元素，并使obj1指向它，然后实例化对象obj4，并使span元素的expando属性指向obj4，具体的代码如下

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在内存泄露检测工具sIEve中运行以上代码，我们可以看到并没有内存泄露，具体信息详见下图(循环引用原理图内存泄露检测图)

图 2. 循环引用原理图内存泄露检测图

那么为什么没有形成内存泄露呢？按照Justin Rogers对循环引用模式原理的解释，上边的图1并没有完全展示出其描述的对象关联关系，那么我们可以看一下这些对象之间的关系(如图3)，从图中我们可以看到对象图中并没有形成真正的”圆环”，自然也就没有形成真的循环引用，在函数执行完以后，js引擎就会释放对方法scope对象的引用，然后scope对象就会释放对obj1、obj4的引用，然后obj1就会释放对DOM元素的引用；那么这个时候如果执行完函数后，obj4是否会释放内存呢？

图 3. 循环引用模式原理图的对象关系

那么我们先来看以下的代码测试，其意图就是在setReference里使span元素引用一个js的对象，然后在getReference里来获取这个对象并输出其属性msg的值，经测试其最终输出了“DOM引用了js对象”，那么我们可以知道，DOM应用的局部变量并不会因为函数执行完毕而被回收掉。

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通过以上的代码测试，principlePictureLeak执行完成后，并没有回收obj4对象，但是当我们在sIEve中重复刷新页面并没有泄露，那么也就证明了，在刷新页面的时候，js脚本引擎解除了对DOM的引用，当DOM被回收后，就会释放对obj4的引用，从而成功的回收obj4。

以下是Justin Rogers针对循环引用模式给出的一个例子，代码如下

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<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
    <head>
        <script language="JScript">

            var myGlobalObject ;

            function SetupLeak() {
                // First set up the script scope to element reference
                myGlobalObject = document.getElementById("LeakedDiv");

                // Next set up the element to script scope reference
                document.getElementById("LeakedDiv").expandoProperty = myGlobalObject;
            }

            function BreakLeak() {
               document.getElementById("LeakedDiv").expandoProperty =null;
            }
        </script>
    </head>

    <body onload="SetupLeak()" onunload="BreakLeak()">
        <div id="LeakedDiv"></div>
    </body>
</html

我们可以简单的看以下各对象之间的引用关系（如图4），从图中我们可以看到myGlobalObject和LeakedDiv之间形成了循环引用的”环路”，这个在理论上构成了内存泄露的条件，那么到底有没有泄露呢，让我们使用sIEve来测试一下吧。

图 4. 循环引用例子1对象关系图

测试结果如下图(图5)，让我们跌破眼睛的事情发生了，我们期盼已久的内存泄露并没有出现。那么这又是什么原因呢？那么下边我们看一下我这个可以出现内存泄露的代码例子。从代码中我们可以看到唯一不同的地方，就是我们新增的DOM元素，而不是直接使用的页面中的DOM元素。

View Code

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
<head>
    <title></title>
</head>
<script type="text/javascript">
    var myGlobalObject;
    var CircularReferencesTester = {
        leak: function () {
            this._leak(true);
        }
        ,
        unLeak:function(){
            this._leak(false);
        }
        ,
        _leak:function(leak){
            myGlobalObject = document.createElement("<div />");
            if (leak) {
                myGlobalObject.expandoProperty = myGlobalObject;
            }
        }
    };

    CircularReferencesTester.leak();
</script>
<body>

</body>
</html