【JavaScript】内存管理-垃圾回收机制-内存泄露

内存管理C 语言这样的底层语言一般都有底层的内存管理接口比如 malloc()和free()。而 JavaScript 是在创建变量对象字符串等时自动进行了分配内存并且在不使用它们时“自动”释放。释放的过程称为垃圾回收。整个过程为分配内存 - 使用内存 - 清理内存。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。也就是说不再用到的内存如果没有及时释放就叫做内存泄漏。JavaScript 在定义变量或者函数调用时就完成了内存分配varn123;// 给数值变量分配内存varo{a:1,b:null,};// 给对象及其包含的值分配内存// 给数组及其包含的值分配内存就像对象一样vara[1,null,abra];functionf(a){returna2;}// 给函数可调用的对象分配内存// 函数表达式也能分配一个对象someElement.addEventListener(click,function(){someElement.style.backgroundColorblue;},false,);vardnewDate();// 分配一个 Date 对象varedocument.createElement(div);// 分配一个 DOM 元素V8 引擎内存图新生代空间(New Space/Young Generation)作用主要用于存放生命周期短的小对象。这部分空间较小但对象的创建和销毁都非常频繁。 组成新生代内存被分为两个半空间From Space和To Space。. √初始时对象被分配到From Space中。 √使用复制算法(Copying Garbage Collection)进行垃圾回收。 √当进行垃圾回收时活动的对象即仍然被引用的对象)被复制到To Space中而非活动的对象不再被引用的对象)被丢弃。 √完成复制后From Space和To Space的角色互换新的对象将分配到新的From Space中原To Space成为新的From Space。老生代空间(Old Space/Old Generation)作用存放生命周期长或从新生代晋升过来的对象。 √当对象在新生代中经历了一定数量的垃圾回收周期后通常是一到两次且仍然存活它们被认为是生命周期较长的对象。 分为两个主要区域 √老指针空间(Old Pointer Space):主要存放包含指向其他对象的指针的对象。 √老数据空间(Old Data Space):用于存放只包含原始数据如数值、字符串的对象不含指向其他对象的指针。大对象空间(Large Object Space):用于存放大对象如超过新生代大小限制的数组或对象。这些对象直接在大对象空间中分配避免在新生代和老生代之间的复制操作。代码空间(Code Space):存放编译后的函数代码。单元空间(Cell Space)用于存放小的数据结构比如闭包的变量环境。属性单元空间(Property Cell Space):存放对象的属性值主要针对全局变量或者属性值对于访问频繁的全局变量或者属性值来说V8在这里存储是为了提高它的访问效率。映射空间(Map Space):存放对象的映射即对象的类型信息描述对象的结构。当你定义一个Person构造函数时可以通过它创建出来oerson1和oerson2。这些实例(person1)和person2)本身存储在堆内存的相应空间中具体是新生代还是老生代取决于它们的生命周期和大小。每个实例都会持有一个指向其映射的指针这个映射指明了如何访问name和age属性目的是访问属性效果变高)。堆内存(Heap Memory)与栈(Stack)堆内存JavaScript对象、字符串等数据存放的区域按照上述分类进行管理。栈用于存放执行上下文中的变量、函数调用的返回地址继续执行哪里的代码)等栈有助于跟踪函数调用的顺序和局部变量。面试题V8引擎的垃圾回收机制具体是如何工作的V8引擎使用了一种高度优化的垃圾回收机制来管理内存采用了标记清除、标记整理同时又结合了多种策略来实现高效的内存管理包括结合了分代回收(Generational Collection)和增量回收(Incremental Collection)等多种策略。分代回收V8将对象分为“新生代”和“老生代”。新生代存放生命周期短的小对象使用高效的复制式垃圾回收算法而老生代存放生命周期长或从新生代晋升而来的对象使用标记-清除或标记整理算法。这种分代策略减少了垃圾回收的总体开销尤其是针对短命对象的快速回收。增量回收为了减少垃圾回收过程中的停顿时间V8实现了增量回收。这意味着垃圾回收过程被分解为许多小步骤这些小步骤穿插在应用程序的执行过程中进行。这有助于避免长时间的停顿改善了应用程序的响应性和性能。延迟清理和空闲时间收集V8还尝试在CPU空闲时进行垃圾回收以进一步减少对程序执行的影响。这些技术的结合使得V8能够在执行]avaScript代码时有效地管理内存同时最小化垃圾回收对性能的影响。面试题有哪些操作可能引起内存泄漏如何在开发中避免性能优化内存泄漏通常是指程序中已经不再需要使用的内存由于某些原因未被垃圾回收器回收从而导致可用内存逐渐减少。全局变量滥用创建的全局变量例如忘记使用var,Iet,或const声明变量可能会导致这些变量不被回收。未及时清理的定时器和回调函数比如使用setInterval在不适用时没有及时清除阻止它们被回收。闭包闭包可以维持对外部函数作用域的引用如果这些闭包一直存活它们引用的外部作用域及其变量也无法被回收。DOM 引用JavaScript对象持有已从DOM中删除的元素的引用这会阻止这些DOM元素的内存被释放。监听器的回调在使用完毕后没有从DOM元素上移除事件监听器这可能导致内存泄漏。面试题垃圾回收机制js 具有自动垃圾回收机制GC。垃圾回收器会定期周期性找出不在继续使用的变量然后释放其内存防止内存泄漏管理内存资源。在运行时垃圾回收机制主要通过追踪每个对象的生命周期来工作。原理对象通常在它们不再被程序的任何部分引用时被视为垃圾。一旦这些对象被识别垃圾回收器将自动回收它们占用的内存空间使这部分内存可以重新被分配和使用。垃圾回收机制有几种不同的实现方法最常见的包括引用计数每个对象都有一个与之关联的计数器记录引用该对象的次数。当引用计数变为零时意味着没有任何引用指向该对象因此可以安全地回收其内存。标记-清除这种方法通过从根对象集合开始标记所有可达的对象。所有未被标记的对象都被视为垃圾并将被清除。标记整理与标记-清除相似但在清除阶段它还会移动存活的对象以减少内存碎片。1. 引用计数每个对象都有一个关联的计数器通常称为“引用计数”。当一个对象有一个引用指向它时那么这个对象的引用就1如果另一个变量也开始引用该对象引用计数加1如果一个变量停止引用该对象引用计数减1。当一个对象的引用为0时这个对象就可以被销毁掉varo{a:{b:2,},};// 两个对象被创建一个作为另一个的属性被引用另一个被分配给变量 o// 很显然没有一个可以被垃圾收集varo2o;// o2 变量是第二个对“这个对象”的引用o1;// 现在“这个对象”只有一个 o2 变量的引用了“这个对象”的原始引用 o 已经没有varoao2.a;// 引用“这个对象”的 a 属性// 现在“这个对象”有两个引用了一个是 o2一个是 oao2yo;// 虽然最初的对象现在已经是零引用了可以被垃圾回收了// 但是它的属性 a 的对象还在被 oa 引用所以还不能回收oanull;// a 属性的那个对象现在也是零引用了// 它可以被垃圾回收了存在的问题循环引用引用计数算法考虑到它们互相都有至少一次引用所以它们不会被回收。当让我们可以通过 WeakMap 弱引用解决。functionf(){varo{};varo2{};o.ao2;// o 引用 o2o2.ao;// o2 引用 oreturnazerty;}f();2. 标记清除过程分为标记 - 清除。标记清除的核心思路是可达性(Reachability)这个算法是设置一个根对象(root object),垃圾回收器会定期从这个根开始找所有从根开始有引用到的对象对于哪些没有引用到的对象就认为是不可用的对象在这个阶段垃圾回收器标记所有可达的对象之后垃圾回收器遍历所有的对象收集那些在标记阶段未被标记为可达的对象。这些对象被视为垃圾因为它们不再被程序中的其他活跃对象或根对象所引用。这个算法可以很好的解决循环引用的问题functiontest(){vara10// 被标记 进入环境varb20// 被标记 进入环境}test()// 执行完毕 之后 a b 又被标记 离开环境垃圾回收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。然后它会去掉环境中的变量以及被环境中的变量引用的变量的标记闭包。而在此之后再被加上标记的变量将被视为准备删除的变量原因是环境中的变量已经无法访问到这些变量了。最后垃圾回收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。其他垃圾回收算法js 引擎比较广泛的采用的就是可达性中的标记清除算法当然类似于V8引擎为了进行更好的优化它在算法的实现细节上也会结合一些其他的算法。标记整理(Mark-Compact)和“标记-清除”相似不同的是回收期间同时会将保留的存储对象搬运汇集到连续的内存空间从而整合空闲空间避免内存碎片化分代收集(Generational collection)一一对象被分成两组“新的”和“I旧的”。许多对象出现完成它们的工作并很快“死去”它们可以很快被清理那些长期存活的对象会变得“老旧”而且被检查的频次也会减少增量收集(Incremental collection)如果有许多对象并且我们试图一次遍历并标记整个对象集则可能需要一些时间并在执行过程中带来明显的延迟。所以引擎试图将垃圾收集工作分成几部分来做分解成多个小步骤或“增量”然后将这几部分会逐一进行处理这样会有许多微小的延迟而不是一个大的延迟闲时收集(ldle-time collection)垃圾收集器只会在 CPU 空闲时尝试运行以减少可能对代码执行的影响。