者 | 浪里行舟
责编 | 郭芮
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就必须供给内存。所谓的内存泄漏简单来说是不再用到的内存,没有及时释放。为了更好避免内存泄漏,我们先介绍Javascript垃圾回收机制。
在C与C++等语言中,开发人员可以直接控制内存的申请和回收。但是在Java、C#、JavaScript语言中,变量的内存空间的申请和释放都由程序自己处理,开发人员不需要关心。也就是说,Javascript具有自动垃圾回收机制(Garbage Collecation)。
垃圾回收的必要性
下面这段话引自《JavaScript权威指南(第四版)》:
由于字符串、对象和数组没有固定大小,所有当他们的大小已知时,才能对他们进行动态的存储分配。JavaScript程序每次创建字符串、数组或对象时,解释器都必须分配内存来存储那个实体。只要像这样动态地分配了内存,最终都要释放这些内存以便他们能够被再用,否则,JavaScript的解释器将会消耗完系统中所有可用的内存,造成系统崩溃。
这段话解释了为什么需要系统需要垃圾回收,JavaScript不像C/C++,它有自己的一套垃圾回收机制。
JavaScript垃圾回收的机制很简单:找出不再使用的变量,然后释放掉其占用的内存,但是这个过程不是时时的,因为其开销比较大,所以垃圾回收器会按照固定的时间间隔周期性的执行。
var a = "浪里行舟"; var b = "前端工匠"; var a = b; //重写a
这段代码运行之后,“浪里行舟”这个字符串失去了引用(之前是被a引用),系统检测到这个事实之后,就会释放该字符串的存储空间以便这些空间可以被再利用。
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?
垃圾回收有两种方法:标记清除、引用计数。引用计数不太常用,标记清除较为常用。
1.标记清除
这是javascript中最常用的垃圾回收方式。当变量进入执行环境是,就标记这个变量为“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,就可能会用到他们。当变量离开环境时,则将其标记为“离开环境”。
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。然后,它会去掉环境中的变量以及被环境中的变量引用的标记。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。垃圾收集器完成内存清除工作,销毁那些带标记的值,并回收他们所占用的内存空间。
我们用个例子,解释下这个方法:
var m = 0,n = 19 // 把 m,n,add() 标记为进入环境。 add(m, n) // 把 a, b, c标记为进入环境。 console.log(n) // a,b,c标记为离开环境,等待垃圾回收。 function add(a, b) { a++ var c = a + b return c }
2.引用计数
所谓"引用计数"是指语言引擎有一张"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。
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。
var arr = [1, 2, 3, 4]; arr = [2, 4, 5] console.log('浪里行舟');
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。至于如何释放内存,我们下文介绍。
第三行代码中,数组[1, 2, 3, 4]引用的变量arr又取得了另外一个值,则数组[1, 2, 3, 4]的引用次数就减1,此时它引用次数变成0,则说明没有办法再访问这个值了,因而就可以将其所占的内存空间给收回来。
但是引用计数有个最大的问题:循环引用
function func() { let obj1 = {}; let obj2 = {}; obj1.a = obj2; // obj1 引用 obj2 obj2.a = obj1; // obj2 引用 obj1 }
当函数 func 执行结束后,返回值为 undefined,所以整个函数以及内部的变量都应该被回收,但根据引用计数方法,obj1 和 obj2 的引用次数都不为 0,所以他们不会被回收。
要解决循环引用的问题,最好是在不使用它们的时候手工将它们设为空。上面的例子可以这么做:
obj1 = null; obj2 = null;
哪些情况会引起内存泄漏?
虽然JavaScript会自动垃圾收集,但是如果我们的代码写法不当,会让变量一直处于“进入环境”的状态,无法被回收。
下面列一下内存泄漏常见的几种情况:
1.意外的全局变量
function foo(arg) { bar = "this is a hidden global variable"; }
bar没被声明,会变成一个全局变量,在页面关闭之前不会被释放。
另一种意外的全局变量可能由 this 创建:
function foo() { this.variable = "potential accidental global"; } // foo 调用自己,this 指向了全局对象(window) foo();
在 JavaScript 文件头部加上 'use strict',可以避免此类错误发生。启用严格模式解析 JavaScript ,避免意外的全局变量。
2.被遗忘的计时器或回调函数
var someResource = getData(); setInterval(function() { var node = document.getElementById('Node'); if(node) { // 处理 node 和 someResource node.innerHTML = JSON.stringify(someResource)); } }, 1000);
这样的代码很常见,如果id为Node的元素从DOM中移除,该定时器仍会存在,同时,因为回调函数中包含对someResource的引用,定时器外面的someResource也不会被释放。
3.闭包
function bindEvent(){ var obj=document.createElement('xxx') obj.onclick=function(){ // Even if it is a empty function } }
闭包可以维持函数内局部变量,使其得不到释放。上例定义事件回调时,由于是函数内定义函数,并且内部函数--事件回调引用外部函数,形成了闭包。
// 将事件处理函数定义在外面 function bindEvent() { var obj = document.createElement('xxx') obj.onclick = onclickHandler } // 或者在定义事件处理函数的外部函数中,删除对dom的引用 function bindEvent() { var obj = document.createElement('xxx') obj.onclick = function() { // Even if it is a empty function } obj = null }
解决之道,将事件处理函数定义在外部,解除闭包,或者在定义事件处理函数的外部函数中,删除对dom的引用。
4.没有清理的DOM元素引用
有时,保存 DOM 节点内部数据结构很有用。假如你想快速更新表格的几行内容,把每一行 DOM 存成字典(JSON 键值对)或者数组很有意义。此时,同样的 DOM 元素存在两个引用:一个在 DOM 树中,另一个在字典中。将来你决定删除这些行时,需要把两个引用都清除。
var elements = { button: document.getElementById('button'), image: document.getElementById('image'), text: document.getElementById('text') }; function doStuff() { image.src = 'http://some.url/image'; button.click(); console.log(text.innerHTML); } function removeButton() { document.body.removeChild(document.getElementById('button')); // 此时,仍旧存在一个全局的 #button 的引用 // elements 字典。button 元素仍旧在内存中,不能被 GC 回收。 }
虽然我们用removeChild移除了button,但是还在elements对象里保存着#button的引用,换言之,DOM元素还在内存里面。
内存泄漏的识别方法
新版本的chrome在 performance 中查看:
步骤:
图中 Heap 对应的部分就可以看到内存在周期性的回落也可以看到垃圾回收的周期,如果垃圾回收之后的最低值(我们称为min),min在不断上涨,那么肯定是有较为严重的内存泄漏问题。
避免内存泄漏的一些方式:
总而言之需要遵循一条原则:不用了的东西要及时归还。
垃圾回收的使用场景优化
1.数组array优化
将[]赋值给一个数组对象,是清空数组的捷径(例如:arr = [];),但是需要注意的是,这种方式又创建了一个新的空对象,并且将原来的数组对象变成了一小片内存垃圾!实际上,将数组长度赋值为0(arr.length = 0)也能达到清空数组的目的,并且同时能实现数组重用,减少内存垃圾的产生。
const arr = [1, 2, 3, 4]; console.log('浪里行舟'); arr.length = 0 // 可以直接让数字清空,而且数组类型不变。 // arr = []; 虽然让a变量成一个空数组,但是在堆上重新申请了一个空数组对象。
2. 对象尽量复用
对象尽量复用,尤其是在循环等地方出现创建新对象,能复用就复用。不用的对象,尽可能设置为null,尽快被垃圾回收掉。
var t = {} // 每次循环都会创建一个新对象。 for (var i = 0; i < 10; i++) { // var t = {};// 每次循环都会创建一个新对象。 t.age = 19 t.name = '123' t.index = i console.log(t) } t = null //对象如果已经不用了,那就立即设置为null;等待垃圾回收。
3.在循环中的函数表达式,能复用最好放到循环外面
// 在循环中最好也别使用函数表达式。 for (var k = 0; k < 10; k++) { var t = function(a) { // 创建了10次 函数对象。 console.log(a) } t(k) } // 推荐用法 function t(a) { console.log(a) } for (var k = 0; k < 10; k++) { t(k) } t = null
作者:浪里行舟,硕士研究生,专注于前端,运营有个人公众号前端工匠,致力于打造适合初中级工程师能够快速吸收的一系列优质文章。
声明:本文为CSDN技术头条专栏原创投稿,未经允许请勿转载。
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(或者堆)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,供以后使用。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。
节选自JavaScript高级程序设计(第四版)第四章
1、引用计数(reference counting)
另一种不太常见的垃圾回收策略是引用计数。引用计数的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赋值给该变量时,则这个值的引用次数就是1。相反,如果包含对这个值引用的变量又取得了另外一个值,则这个值的引用次数就减1。当这个引用次数变成0时,则说明没有办法再访问这个值了,因而就可以将其所占的内存空间给收回来。这样,垃圾收集器下次再运行时,它就会释放那些引用次数为0的值所占的内存。
引用计数有个最大的问题: 循环引用。
比如对象A有一个属性指向对象B,而对象B也有有一个属性指向对象A,这样相互引用.
function func() {
let obj1 = {};
let obj2 = {};
obj1.a = obj2; // obj1 引用 obj2
obj2.a = obj1; // obj2 引用 obj1
}
在这个例子中,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。在采用引用计数的策略中,由于函数执行之后,这两个对象都离开了作用域,函数执行完成之后,objA和objB还将会继续存在,因为他们的引用次数永远不会是0。这样的相互引用如果说很大量的存在就会导致大量的内存泄露。
解决:手动解除引用
obj1.a = null;
obj2.a = null;
let element = document.getElementById('some_element')
let myObject = new Object()
myObject.element = element
element.someObject = myObject
这个例子在一个DOM对象(element)和一个原生JavaScript对象(myObject)之间制造了循环引用。myObject变量有一个名为element的属性指向DOM对象element,而element对象有一个someObject属性指回myObject对象.由于存在循环引用,因此DOM元素的内存永远不会被回收,即使它已经被从页面上删除了也是如此。
为避免类似的循环引用问题,应该在确保不使用的情况下切断原生JavaScript对象与DOM元素之间的连接。比如,通过以下代码可以清除前面例子中建立的循环引用:
myObject.element = null
element.someObject = null
把变量设置为null实际上会切段变量与其之前引用值之间的关系。当下次垃圾回收程序运行时,这些值就会被删除,内存也会被回收。
注意⚠️:为了补救这点,IE9把BOM和DOM对象都改成了JavaScript对象,这同时也避免了由于存在两套垃圾回收算法而导致的问题,还消除了常见的内存泄漏现象。
这是javascript中最常用的垃圾回收方式。当变量进入执行环境是,就标记这个变量为“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,就可能会用到他们。当变量离开环境时,则将其标记为“离开环境”。
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。然后,它会去掉环境中的变量以及被环境中的变量引用的标记。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。垃圾收集器完成内存清除工作,销毁那些带标记的值,并回收他们所占用的内存空间。
标记清除也会遇到循环引用的问题。IE中有一部分对象并不是原生JavaScript对象。例如,其BOM和DOM中的对象就是使用C++以COM(Component Object Model,组件对象)对象的形式实现的,而COM对象的垃圾回收器就是采用的引用计数的策略。因此,即使IE的Javascript引擎使用标记清除的策略来实现的,但JavaScript访问的COM对象依然是基于引用计数的策略的。说白了,只要IE中涉及COM对象,就会存在循环引用的问题。
解决:手工断开js对象和DOM之间的链接。赋值为null。IE9把DOM和BOM转换成真正的JS对象了,所以避免了这个问题。
通过上面内容了解了,浏览器虽然可以自动化执行垃圾回收,但如果项目比较大代码复杂,回收执行代价较大,某些情况甚至不能识别回收
将[]赋值给一个数组对象,是清空数组的捷径(例如:arr = [];),但是需要注意的是,这种方式又创建了一个新的空对象,并且将原来的数组对象变成了一小片内存垃圾!实际上,将数组长度赋值为0(arr.length = 0)也能达到清空数组的目的,并且同时能实现数组重用,减少内存垃圾的产生。
对象尽量复用,尤其是在循环等地方出现创建新对象,能复用就复用。不用的对象,尽可能设置为null,尽快被垃圾回收掉。
在循环中的函数表达式,能复用最好放到循环外面。
function fn(arg) {
m = "this is a hidden global variable"
}
m没被声明,会变成一个全局变量,在页面关闭之前不会被释放。
另一种意外的全局变量可能由 this 创建:
function fn() {
this.variable = "potential accidental global"
}
// fn 调用自己,this 指向了全局对象(window)
fn()
在 JavaScript 文件头部加上 'use strict',可以避免此类错误发生。启用严格模式解析 JavaScript ,避免意外的全局变量。
let someResource = getData()
setInterval(function() {
let node = document.getElementById('Node')
if(node) {
// 处理 node 和 someResource
node.innerHTML = JSON.stringify(someResource))
}
}, 1000)
这样的代码很常见,如果id为Node的元素从DOM中移除,该定时器仍会存在,同时,因为回调函数中包含对someResource的引用,定时器外面的someResource也不会被释放。
所以要用完记住清除定时器鸭,也尽量别在定时器里引用dom对象。
function fn() {
let m = document.createElement('xx')
m.onClick = () => {
// Even if it a empty function
}
}
闭包可以维持函数内局部变量,使其得不到释放。
上例定义事件回调时,由于是函数内定义函数,并且内部函数 -> 事件回调引用外部函数,形成了闭包
// 1. 将事件处理函数定义在外面
function fn() {
let m = document.createElement('xx')
m.onClick = onClickFn()
}
// 2. 定义事件处理函数的外部函数中,删除对dom对象的引用
function fn() {
let m = document.createElement('xx')
m.onClick = () => {
// Even if it a empty function
}
m = null
}
将事件处理函数定义在外部,解除闭包,或者在定义事件处理函数的外部函数中,删除对dom的引用。
有时,保存 DOM 节点内部数据结构很有用。假如你想快速更新表格的几行内容,把每一行 DOM 存成字典(JSON 键值对)或者数组很有意义。此时,同样的 DOM 元素存在两个引用:一个在 DOM 树中,另一个在字典中。将来你决定删除这些行时,需要把两个引用都清除。
let elements = {
button: document.getElementById('button'),
image: document.getElementById('image'),
text: document.getElementById('text')
}
function doStuff() {
image.src = 'http://some.url/image'
button.click()
console.log(text.innerHTML)
}
function removeButton() {
document.body.removeChild(document.getElementById('button'))
// 此时,仍旧存在一个全局的 #button 的引用
// elements 字典。button 元素仍旧在内存中,不能被 GC 回收。
}
虽然我们用removeChild移除了button,但是还在elements对象里保存着#button的引用,换言之,DOM元素还在内存里面。
明天港性能,有空可以来看看蛙,下班10点半,到家11点半,大半夜写的文章呢。
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注意action="myServlet"要和servlet3.0的注解路径一样
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