记录–JS 的垃圾回收机制

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摘要

垃圾回收(Garbage Collection)是一种内存管理机制,用于检测和清理不再被程序使用的内存,这些不再被使用的内存就被称为垃圾。垃圾回收器会在 JS 引擎(浏览器或者 nodejs)内部周期性地运行,一般情况下无需开发者手动操作。


这里给大家分享我在网上总结出来的一些知识,希望对大家有所帮助

记录--JS 的垃圾回收机制

前言

垃圾回收(Garbage Collection)是一种内存管理机制,用于检测和清理不再被程序使用的内存,这些不再被使用的内存就被称为垃圾。垃圾回收器会在 JS 引擎(浏览器或者 nodejs)内部周期性地运行,一般情况下无需开发者手动操作。

但是,了解垃圾回收机制的工作原理有助于我们写出更加高效的 JS 代码,使 JS 引擎更好的帮助我们完成垃圾回收,避免我们开发的应用出现内存泄漏问题。

垃圾是怎样产生的?

JS 中的数据类型有原始类型和引用类型,原始类型占用的内存极小,一般是字符串、数字、布尔值这些,他们被存放在栈(stack)中。引用类型可以是数组、普通对象或者函数,他们一般会包含较多的数据,所以引用类型的实际数据存放在内存的堆(heap)中,然后在栈中会存放一个指向该实际数据的地址。

const str = "abc" // 原始类型 const obj = { foo: "bar" } // 引用类型

在 JS 中每声明一个变量,该应用占用的内存就会相应的增加,但机器的内存是有限的,内存的占用不能无限制的增加。所以 JS 引擎需要适时的回收内存,释放内存,保留性能,从而运行使程序流畅运行。

垃圾回收机制会回收哪些垃圾?

当一个对象不在任何引用被引用时,它就变得不可达,垃圾回收器就需要将这些不可达对象标记为可回收,并在适当的时机回收它们的内存。

以下面这段代码为例:

function myFunction() {   const obj = { foo: "bar" }   // do something }  myFunction()

这段代码中的 obj 对象在 myFunction 函数执行之后,就已经没有被引用了,就需要被回收。

但当某个对象从开发角度上来说不再被使用了,却意外的仍然在某个地方被引用,垃圾回收器就无法回收它的内存,就会造成内存泄漏(内存逐渐累积,程序占用的内存越来越多,当超过系统的可用内存时,就会造成程序崩溃)。

比如下面这段代码中 obj 对象就可能不会被回收:

function myFunction() {   const obj = { foo: "bar" }    setTimeout(() => {     console.log(obj.foo)   }, 1000) }  myFunction()

因为 obj 作为闭包中的引用传递给了定时器的回调函数,即使 myFunction 执行完毕,由于定时器没有被清除,obj 仍然被定时器回调函数持有引用,就可能导致 obj 不会被垃圾回收。

垃圾回收的算法

JavaScript 中的垃圾回收机制主要基于以下两个原则:

引用计数(Reference Counting)

每个对象都有一个引用计数,用于记录有多少个引用指向该对象。当引用计数变为零时,表示没有任何引用指向该对象,因此该对象可以被回收。

标记-清除(Mark and Sweep)

这是一种更常见的垃圾回收算法。它从根对象(如全局对象、当前执行上下文中的变量等)开始,通过遍历对象之间的引用关系,标记所有可达的对象。然后,回收器会清除未标记的对象,即不可达的对象,释放其内存。

Chrome 和 nodejs 的垃圾回收算法

Chrome 和 nodejs 都采用了谷_歌开源的 V8 引擎。V8 引擎的垃圾回收机制采用了标记清除算法,但在此基础又做了一些优化。

V8 引擎将内存分为新生代(Young Generation)和老生代(Old Generation)。大多数对象在新生代中创建,经过一定时间后,如果它们仍然存活,就会被晋升到老生代。

Scavenger 垃圾回收(新生代)

新生代使用了 Scavenger 垃圾回收算法,它将内存划分为一个存活区域和一个空闲区域。对象首先被分配到存活区域,当存活区域满时,会执行垃圾回收操作,将存活的对象复制到空闲区域,并清空存活区域。

Mark-Sweep-Compact 垃圾回收(老生代)

老生代中使用了 Mark-Sweep-Compact(标记-清除-整理)垃圾回收算法。它首先标记所有的存活对象,然后清除掉未被标记的对象,最后进行内存整理,使存活对象连续排列,减少内存碎片。

增量垃圾回收

V8 引擎还支持增量垃圾回收。他会将垃圾回收操作分成多个小步骤执行,每个步骤之间会插入一些 JavaScript 代码的执行,从而避免长时间的垃圾回收造成的界面卡顿。

空闲时间垃圾回收

V8 引擎还在空闲时间执行部分垃圾回收操作,以充分利用闲置的计算资源。这些时间段可能是在程序等待用户输入、网络请求返回、或者其他暂时没有任务需要处理的情况下出现的。

需要手动清除的内存

垃圾回收机制会根据算法智能的回收大部分的内存,但由于业务逻辑的关系,它无法明确知道在我们的写的(垃圾)代码中,哪些对象其实是不再使用的,所以我们在开发过程中需要及时的清除不需要的事件监听、定时器、计时器,避免循环引用,以及避免使用闭包。

清除事件监听

const myButton = document.getElementById("myButton")  function handleClick() {   console.log("Button clicked!") }  // 添加事件监听器 myButton.addEventListener("click", handleClick)  // 在页面卸载或元素移除时解除事件监听器 window.addEventListener("beforeunload", () => {   myButton.removeEventListener("click", handleClick) })

执清除定时器、计时器

const timer = setTimeout(() => {}, 500)  // 在页面卸载或元素移除时解除事件监听器 window.addEventListener("beforeunload", () => {   clearTimeout(timer) })

手动调用垃圾回收

一般情况下我们无需手动调用垃圾回收,但有些浏览器支持主动触发垃圾回收。

IE 浏览器

if (typeof window.CollectGarbage === "function") {   window.CollectGarbage() }

Opera 浏览器

if (window.opera && typeof window.opera.collect === "function") {   window.opera.collect() }

本文转载于:

https://juejin.cn/post/7267434484505788468

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