第一百一十篇:内存泄漏和垃圾回收(JS)

好家伙，本篇内容为《JS高级程序设计》第四章的学习笔记

1.内存泄露

1.1.什么是内存泄漏？

内存泄漏（Memory Leak）是指程序中已动态分配的堆内存由于某种原因程序未释放或无法释放，造成系统内存的浪费，导致程序运行速度减慢甚至系统崩溃等严重后果。

内存泄漏缺陷具有隐蔽性、积累性的特征，比其他内存非法访问错误更难检测。因为内存泄漏的产生原因是内存块未被释放，属于遗漏型缺陷而不是过错型缺陷。

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1.2.内存泄漏会导致什么后果？

此外，内存泄漏通常不会直接产生可观察的错误症状，而是逐渐积累，降低系统整体性能，极端的情况下可能使系统崩溃。

 

随着计算机应用需求的日益增加，应用程序的设计与开发也相应的日趋复杂，开发人员在程序实现的过程中处理的变量也大量增加，如何有效进行内存分配和释放，防止内存泄漏的问题变得越来越突出。

例如服务器应用软件，需要长时间的运行，不断的处理由客户端发来的请求，如果没有有效的内存管理，每处理一次请求信息就有一定的内存泄漏。

这样不仅影响到服务器的性能，还可能造x成整个系统的崩溃。因此，内存管理成为软件设计开发人员在设计中考虑的主要方面 [1]  。

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1.3.泄露原因

在C语言中，从变量存在的时间生命周期角度上，把变量分为静态存储变量和动态存储变量两类。

静态存储变量是指在程序运行期间分配了固定存储空间的变量，而动态存储变量是指在程序运行期间根据实际需要进行动态地分配存储空间的变量。

在内存中供用户使用的内存空间分为三部分：

• 程序存储区
• 静态存储区
• 动态存储区

程序中所用的数据分别存放在静态存储区和动态存储区中。

静态存储区数据在程序的开始就分配好内存区，在整个程序执行过程中它们所占的存储单元是固定的，在程序结束时就释放，因此静态存储区数据一般为全局变量。

动态存储区数据则是在程序执行过程中根据需要动态分配和动态释放的存储单元，动态存储区数据有三类函数形参变量、局部变量和函数调用时的现场保护与返回地址。

由于动态存储变量可以根据函数调用的需要，动态地分配和释放存储空间，大大提高了内存的使用效率，使得动态存储变量在程序中被广泛使用。

开发人员进行程序开发的过程使用动态存储变量时，不可避免地面对内存管理的问题。程序中动态分配的存储空间，在程序执行完毕后需要进行释放。

没有释放动态分配的存储空间而造成内存泄漏，是使用动态存储变量的主要问题。

一般情况下，开发人员使用系统提供的内存管理基本函数，如malloc、realloc、calloc、free等，完成动态存储变量存储空间的分配和释放。

但是，当开发程序中使用动态存储变量较多和频繁使用函数调用时，就会经常发生内存管理错误

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所以我这么理解,一个变量不被上下文需要了,如果他还占着那个内存,这个内存就"被浪费"了,无法使用,

就像这个内存泄露了一样,这个现象被称为内存泄露.

(占着茅坑不拉屎)

 

 

2.垃圾回收

怎么说,

书接上文,我们要把这个看似无用"变量"清除,从而释放一部分内存空间

这个过程我们将它称为垃圾回收

 

2.1.JS垃圾回收

JavaScript是使用垃圾回收的语言，也就是说执行环境负责在代码执行时管理内存。在C和C＋＋等

语言中，跟踪内存使用对开发者来说是个很大的负担，也是很多问题的来源。JavaScript 为开发者卸下了这个负担，通过自动内存管理实现内存分配和闲置资源回收。

基本思路很简单：确定哪个变量不会再使用，然后释放它占用的内存。

这个过程是周期性的，即垃圾回收程序每隔一定时间（或者说在代码执行过程中某个预定的收集时间）就会自动运行。

垃圾回收过程是一个近似且不完美的方案，因为某块内存是否还有用，属于“不可判定的”问题，意味着靠算法是解决不了的。

我们以函数中局部变量的正常生命周期为例。函数中的局部变量会在函数执行时存在。

此时，栈（或堆）内存会分配空间以保存相应的值。函数在内部使用了变量。然后退出。

此时，就不再需要那个局部变量了，它占用的内存可以释放，供后面使用。这种情况下显然不再需要局部变量了，但并不是所有时候都会这么明显。

垃圾回收程序必须跟踪记录哪个变量还会使用，以及哪个变量不会再使用，以便回收内存。如何标记未使用的变量也许有不同的实现方式。

不过，在浏览器的发展史上，用到过两种主要的标记策略：标记清理和引用计数。

2.1.1.标记清理

JavaScript 最常用的垃圾回收策略是标记清理。当变量进入上下文，比如在函数

内部声明一个变量时，这个变量会被加上存在于上下文中的标记。

而在上下文中的变量，逻辑上讲，永远不应该释放它们的内存，因为只要上下文中的代码在运行，就有可能用到它们。

当变量离开上下文时，也会被加上离开上下文的标记。

给变量加标记的方式有很多种。比如，当变量进入上下文时，反转某一位；

或者可以维护“在上下文中”和“不在上下文中”两个变量列表，可以把变量从一个列表转移到另一个列表。标记过程的实现并不重要，关键是策略。

垃圾回收程序运行的时候，会标记内存中存储的所有变量（记住，标记方法有很多种）。

然后，它会将所有在上下文中的变量，以及被在上下文中的变量引用的变量的标记去掉。

在此之后再被加上标记的变量就是待删除的了，原因是任何在上下文中的变量都访问不到它们了。

随后垃圾回收程序做一次内存清理，销毁带标记的所有值并收回它们的内存。

我的理解:给所有变量上个标记,在后文中,如果变量被引用了就将他的标记去掉,随后,清理所有带标记的变量

2.1.2.引用计数

另一种没那么常用的垃圾回收策略是引用计数（reference counting）。

其思路是对每个值都记录它被引用的次数。声明变量并给它赋一个引用值时，这个值的引用数为1。

如果同一个值又被赋给另一个变量，那么引用数加1。

类似地，如果保存对该值引用的变量被其他值给覆盖了，那么引用数减1。

当一个值的引用数为0时，就说明没办法再访问到这个值了，因此可以安全地收回其内存了。垃

圾回收程序下次运行的时候就会释放引用数为0的值的内存。

3.内存管理

内存管理 在使用垃圾回收的编程环境中，开发者通常无须关心内存管理。

不过，JavaScript 运行在一个内存管理与垃圾回收都很特殊的环境。

分配给浏览器的内存通常比分配给桌面软件的要少很多，分配给移动浏览器的就更少了。

这更多出于安全考虑而不是别的，就是为了避免运行大量JavaScript的网页耗尽系统内存而导致操作系统崩溃。

这个内存限制不仅影响变量分配，也影响调用栈以及能够同时在一个线程中执行的语句数量。 

将内存占用量保持在一个较小的值可以让页面性能更好。

优化内存占用的最佳手段就是保证在执行代码时只保存必要的数据。

如果数据不再必要，那么把它设置为null，从而释放其引用。

这也可以叫作解除引用。

这个建议最适合全局变量和全局对象的属性。

局部变量在超出作用域后会被自动解除引用，

function createPerson(name) {

    let localPerson = new Object();
    localPerson.name = name;
    return localPerson;
}
let globalPerson = createPerson("Nicholas");

//解除globalPerson对值的引用

globalPerson = null；

在上面的代码中，变量globalPerson保存着 createPerson（）函数调用返回的值。

在createperson（） 内部，localPerson创建了一个对象并给它添加了一个name属性。

然后，localPerson作为函数值被返回，并被赋值给globalPerson。

localPerson在createPerson（）执行完成超出上下文后会自 动被解除引用，不需要显式处理。

但globalPerson 是一个全局变量，应该在不再需要时手动解除其引用，最后一行就是这么做的。

不过要注意，解除对一个值的引用并不会自动导致相关内存被回收。

解除引用的关键在于确保相关的值已经不在上下文里了，因此它在下次垃圾回收时会被回收。

 

小结：我们可以使用主动赋值null的方式来解除一个值的引用，从而释放其内存空间