JavaScript中内存管理

前端为什么要关注内存

1.防止页面占用内存过大,引起客户端卡顿,甚至无响应
2.Node.JS使用V8引擎,内存对于后端服务的性能至关重要,因为后端服务的持久性,后端更容易造成内存溢出

JS数据类型与JS内存机制

数据类型

原始数据类型:字符串(String)、数字(Number)、布尔(Boolean)、空对象(Null)、未定义(Undefined)、Symbol(es6中新引入的数据类型)
引用数据类型:Object
内存控件:栈内存(stack)、堆内存(heap)

原始数据类型在栈内存中存储,而引用数据类型在堆内存中存储

栈内存

栈分为栈顶和栈底,像水桶一样,数据只能从栈顶插入成为入栈,栈底清出称为出栈。

定义变量的过程

先将值存入,再将声明变量存入,声明赋值完了,在栈中也就是把声明的变量和值关联起来

出栈过程

遵循先入后出的规则

堆内存

在堆内存中存储数据,是先在堆内存中开辟一个存储空间,将引用数据类型的数据,例如:对象和数组等,存入其中,并给予一个16进制的存储地址,之后在栈内存中存储一个变量名,和一个刚刚在堆内存中存储数据的存储地址,并将变量与值关联起来。

函数在堆内存中的存储

函数也是引用类型

//定义函数
function fn() {
    var i = 10;
    var j = 10;
    console.log(i + j);
}

先在堆内存中开辟一个存储空间,将函数的代码已字符串的形式存储,并给予一个16进制的存储地址,之后在栈内存中存储一个变量名,和一个刚刚在堆内存中存储数据的存储地址,并将变量与值关联起来。

调用fn,则是取出存储的代码字符串,调用fn(),才会将取出的代码字符串转变为js代码进行执行

垃圾回收

JavaScript的垃圾回收机制

1.垃圾回收

找出那些不再继续使用的变量,然后释放其所占用的内存,垃圾回收器会按照固定的时间间隔周期性地执行这一操作

2.JavaScrip使用垃圾回收机制来自动管理内存,垃圾回收是一把双刃剑:

优势:可以大幅简化程序的内存管理代码,降低程序员的负担,减少因长时间运转而带来的内存泄露问题。
劣势:意味着程序员无法掌控内存。JavaScrip没有暴露任何关于内存的API。我们无法强迫其进行垃圾回收,更无法干预内存管理。

引用计数(reference counting)

跟踪记录每个值引用的次数,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
原理:
每次引用加一,被释放时减一,当这个值的引用次数变成0时,就可以将其内存空间回收

const obj = { a:10 }; //引用+1
const obj1 = { a:10 }; //引用+1
const obj = {}; //引用-1
const obj = null; //引用为0

1.声明了一个变量并将一个引用类型的值赋值给这个变量,这个引用类型的值的引用次数是1
2.同一个值又被赋予给了另一个变量,这个引用类型值的引用次数加1
3.当包含这个引用类型值的变量又被赋值成另一个值了,那么这个引用类型值的引用次数减1
4.当引用次数变成0时,说明没办法访问这个值了
5.当垃圾收集器下一次运行时,它就会释放引用次数是0的值所占的内存

//循环引用
function fn() {
    var objA = { a:10 };
    var objB = { b:10 };
    objA.c = objA;
    objB.d = objB;
}

标记清除

标记清除指的是当变量进入环境时,这个变量标记为“进入环境”;而当变量离开环境时,则将其标记为“离开环境”,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

执行环境

执行环境定义了变量或函数有权访问的其他数据,决定了它们各自的行为,每个执行环境都有一个与之关联的变量对象(variable object),环境中定义的所有变量和函数都保存在这个对象中

全局执行环境

1.最外围的一个执行环境
2.根据宿主环境不同表示执行环境的对象也不一样。在浏览器中,全局执行环境被认为是window对象
3.全局变量和函数都是作为window对象的属性和方法创建的
4.某个执行环境中的所有代码执行完毕后,该环境被销毁,保存在其中的所有变量和函数定义也随之销毁

环境栈(局部)

每个函数都有自己的执行环境。当执行流进入一个函数时,函数的环境就会被推入一个环境栈中。而在函数执行之后,栈将其环境弹出,把控制权返回给之前的执行环境。EMCAScript程序中的执行流正是由这个方便的机制控制着

function foo() {
    var a = 10;//被标记进入环境
    var b = 'hello';//被标记进入环境
}
foo();//执行完毕,a和b被标记离开环境,内存被回收

V8内存管理机制

限制内存的原因

1.V8最初为浏览器而设计,不太可能遇到大量内存的使用场景
2.防止因为垃圾回收所导致的线程暂停执行的时间太长

V8的回收策略

1.V8采用了一种分代回收的策略,将内存分为两个生代:新生代和老生代
2.V8分别对新生代和老生代使用不同的垃圾回收算法来提升垃圾回收的效率

新生代垃圾回收

from空间中存储在使用的数据,没有使用的数据放入to中,在清除to中的所有数据

新生代对象的晋升

1.在新生代垃圾回收的过程中,当一个对象经过多次复制后依然存活,他将会被认为是生命周期较长的对象,随后会被移动到老生代中,采用新的算法进行管理
2.在From空间和To空间进行反转的过程中,如果To空间中的使用量已经超过25%,那么就将From中的对象直接晋升到老生代内存空间中

老生代垃圾回收

老生代内存空间是一个连续的结构

标记清除

1.Mark Sweep是将需要被回收的对象进行标记,在垃圾回收运行时直接释放相应的地址空间
2.Mark Sweep将存活的对象移动到一边,将需要被回收的对象移动到另一边,然后对需要被回收的对象区域进行整体的垃圾回收

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