JS垃圾回收机制浅析

为什么要有垃圾回收

在C语言和C++语言中，我们如果想要开辟一块堆内存的话，需要先计算需要内存的大小，然后自己通过malloc函数去手动分配，在用完之后，还要时刻记得用free函数去清理释放，否则这块内存就会被永久占用，造成内存泄露。

但是我们在写JavaScript的时候，却没有这个过程，因为人家已经替我们封装好了，V8引擎会根据你当前定义对象的大小去自动申请分配内存。

一般垃圾数据回收分为手动回收和自动回收两种策略。JavaScript 的回收策略是自动回收。由于 JavaScript 垃圾数据是自动回收的，所以有很多初中级的前端会认为不需要内存管理。这个是错误的，你不关心就会发生很多内存泄漏的问题。

不需要我们去手动管理内存了，所以自然要有垃圾回收，否则的话只分配不回收，岂不是没多长时间内存就被占满了吗，导致应用崩溃。

垃圾回收的好处是不需要我们去管理内存，把更多的精力放在实现复杂应用上，但坏处也来自于此，不用管理了，就有可能在写代码的时候不注意，造成循环引用等情况，导致内存泄露。

如何判断是否可以回收

1.1 标记清除

当变量进入环境（例如，在函数中声明一个变量）时，就将这个变量标记为“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，因为只要执行流进入相应的环境，就可能会用到它们。而当变量离开环境时，则将其标记为“离开环境”。

可以使用任何方式来标记变量。比如，可以通过翻转某个特殊的位来记录一个变量何时进入环境，或者使用一个“进入环境的”变量列表及一个“离开环境的”变量列表来跟踪哪个变量发生了变化。如何标记变量并不重要，关键在于采取什么策略。

（1）垃圾收集器在运行的时候会给存储在内存中的所有变量都加上标记（当然，可以使用任何标记方式）。
（2）然后，它会去掉运行环境中的变量以及被环境中变量所引用的变量的标记
（3）此后，依然有标记的变量就被视为准备删除的变量，原因是在运行环境中已经无法访问到这些变量了。
（4）最后，垃圾收集器完成内存清除工作，销毁那些带标记的值并回收它们所占用的内存空间。

目前，IE、Firefox、Opera、Chrome和Safari的JavaScript实现使用的都是标记清除式的垃圾回收策略（或类似的策略），只不过垃圾收集的时间间隔互有不同。

活动对象就是上面的root，如果不清楚活动对象的可以先查一下资料，当一个对象和其关联对象不再通过引用关系被当前root引用了，这个对象就会被垃圾回收。

1.2 引用计数

引用计数的垃圾收集策略不太常见。含义是跟踪记录每个值被引用的次数。当声明了一个变量并将一个引用类型值赋给该变量时，则这个值的引用次数就是1。

如果同一个值又被赋给另一个变量，则该值的引用次数加1。相反，如果包含对这个值引用的变量改变了引用对象，则该值引用次数减1。

当这个值的引用次数变成0时，则说明没有办法再访问这个值了，因而就可以将其占用的内存空间回收回来。

这样，当垃圾收集器下次再运行时，它就会释放那些引用次数为0的值所占用的内存。

Netscape Navigator 3.0是最早使用引用计数策略的浏览器，但很快它就遇到了一个严重的问题：循环引用。

循环引用是指对象A中包含一个指向对象B的指针，而对象B中也包含一个指向对象A的引用，看个例子：

function foo () {
    var objA = new Object();
    var objB = new Object();
    
    objA.otherObj = objB;
    objB.anotherObj = objA;
}

这个例子中，objA和objB通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。

在采用标记清除策略的实现中，由于函数执行后，这两个对象都离开了作用域，因此这种相互引用不是问题。

但在采用引用次数策略的实现中，当函数执行完毕后，objA和objB还将继续存在，因为它们的引用次数永远不会是0。

加入这个函数被重复多次调用，就会导致大量内存无法回收。为此，Netscape在Navigator 4.0中也放弃了引用计数方式，转而采用标记清除来实现其垃圾回收机制。

还要注意的是，我们大部分人时刻都在写着循环引用的代码，看下面这个例子，相信大家都这样写过：

var el = document.getElementById('#el');
el.onclick = function (event) {
    console.log('element was clicked');
}

我们为一个元素的点击事件绑定了一个匿名函数，我们通过event参数是可以拿到相应元素el的信息的。

大家想想，这是不是就是一个循环引用呢？
el有一个属性onclick引用了一个函数（其实也是个对象），函数里面的参数又引用了el，这样el的引用次数一直是2，即使当前这个页面关闭了，也无法进行垃圾回收。

如果这样的写法很多很多，就会造成内存泄露。我们可以通过在页面卸载时清除事件引用，这样就可以被回收了：

var el = document.getElementById('#el');
el.onclick = function (event) {
    console.log('element was clicked');
}

// ...
// ...

// 页面卸载时将绑定的事件清空
window.onbeforeunload = function(){
    el.onclick = null;
}

V8垃圾回收策略

V8的垃圾回收机制分为新生代和老生代。新生代中存放的是生存时间短的对象，老生代中存放的生存时间久的对象。

新生代主要使用Scavenge进行管理，主要实现是Cheney算法，将内存平均分为两块，使用空间叫From，闲置空间叫To，新对象都先分配到From空间中，在空间快要占满时将存活对象复制到To空间中，然后清空From的内存空间，此时，调换From空间和To空间，继续进行内存分配，当满足那两个条件时对象会从新生代晋升到老生代。

老生代主要采用Mark-Sweep和Mark-Compact算法，一个是标记清除，一个是标记整理。两者不同的地方是，Mark-Sweep在垃圾回收后会产生碎片内存，而Mark-Compact在清除前会进行一步整理，将存活对象向一侧移动，随后清空边界的另一侧内存，这样空闲的内存都是连续的，但是带来的问题就是速度会慢一些。在V8中，老生代是Mark-Sweep和Mark-Compact两者共同进行管理的。

参考来源：https://segmentfault.com/a/1190000014383214

posted @ 2021-03-11 13:57 盼星星盼太阳阅读(154) 评论(0) 编辑收藏举报

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