JavaScript垃圾回收机制

一:内存-内存泄漏

程序的运行需要内存。只要程序提出要求,操作系统或者运行时(runtime)就必须供给内存。对于持续运行的服务进程(daemon),必须及时释放不再用到的内存。否则,内存占用越来越高,轻则影响系统性能,重则导致进程崩溃。
image.png

不再用到的内存,没有及时释放,就叫做内存泄漏(memory leak)。
有些语言(比如 C 语言)必须手动释放内存,程序员负责内存管理。
char * buffer;
buffer = (char*) malloc(42);
// Do something with buffer
free(buffer);
上面是 C 语言代码,malloc方法用来申请内存,使用完毕之后,必须自己用free方法释放内存。
这很麻烦,所以大多数语言提供自动内存管理,减轻程序员的负担,这被称为"垃圾回收机制"(garbage collector)。

二、垃圾回收机制

垃圾回收机制怎么知道,哪些内存不再需要呢?

最常使用的方法叫做"引用计数"(reference counting):语言引擎有一张"引用表",保存了内存里面所有的资源(通常是各种值)的引用次数。如果一个值的引用次数是0,就表示这个值不再用到了,因此可以将这块内存释放。

image.png

上图中,左下角的两个值,没有任何引用,所以可以释放。
如果一个值不再需要了,引用数却不为0,垃圾回收机制无法释放这块内存,从而导致内存泄漏。

const arr = [1, 2, 3, 4];
console.log('hello world');
上面代码中,数组[1, 2, 3, 4]是一个值,会占用内存。变量arr是仅有的对这个值的引用,因此引用次数为1。尽管后面的代码没有用到arr,它还是会持续占用内存。
如果增加一行代码,解除arr对[1, 2, 3, 4]引用,这块内存就可以被垃圾回收机制释放了。

let arr = [1, 2, 3, 4];
console.log('hello world');
arr = null;
上面代码中,arr重置为null,就解除了对[1, 2, 3, 4]的引用,引用次数变成了0,内存就可以释放出来了。
因此,并不是说有了垃圾回收机制,程序员就轻松了。你还是需要关注内存占用:那些很占空间的值,一旦不再用到,你必须检查是否还存在对它们的引用。如果是的话,就必须手动解除引用。

三、内存泄漏的识别方法

怎样可以观察到内存泄漏呢?
经验法则是,如果连续五次垃圾回收之后,内存占用一次比一次大,就有内存泄漏。这就要求实时查看内存占用。
3.1 浏览器
Chrome 浏览器查看内存占用,按照以下步骤操作。

image.png

1:打开开发者工具,选择 Timeline 面板
2:在顶部的Capture字段里面勾选 Memory
3:点击左上角的录制按钮。
4:在页面上进行各种操作,模拟用户的使用情况。
5:一段时间后,点击对话框的 stop 按钮,面板上就会显示这段时间的内存占用情况。

如果内存占用基本平稳,接近水平,就说明不存在内存泄漏。

image.png

反之,就是内存泄漏了。

image.png
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