JS魔法堂:再識IE的內存泄露


一、前言                            

  IE6~8除了不遵守W3C標准和各種詭異外,我想最讓人詬病的應該是內存泄露的問題了。這陣子趁項目技術調研的機會好好的再認識一回,以下內容若有紕漏請大家指正,謝謝!

  目錄一大坨!

    二、內存泄漏到底是哪里漏了?

       2.1. JS Engine Object、DOM Element 和 BOM Element

       2.2. JS Engine Object的內存回收機制

       2.3. DOM Element的內存回收機制

       2.4. 兩種泄漏方式

    三、4種泄漏模式

    3.1. Circular References

    3.2. Closures

    3.3. Cross-page Leaks

        3.4. Pseduo-Leaks

    四、當前頁面泄漏的示例

         4.1. DOM Hyperspace引起的DOM Element引用孤島

       4.2. 釋放Iframe沒那么簡單

    五、IE8下連續修改IMG的src居然耗盡內存?

    六、監控工具

    七、總結

    八、參考

 

二、內存泄漏到底是哪里漏了?                  

  SPA跑久了頁面響應速度劇減又被用戶投訴,搪塞說句“IE是比較容易發生內存泄漏,刷刷頁面就好”。那真的是刷刷頁面就能釋放泄漏了的內存嗎?下面我們一起來探討一下!

  內存泄漏:內存資源得不到釋放 && 失去對該內存區的指針 => 無法復用內存資源,最終導致內存溢出

  2.1. JS Engine Object、DOM Element 和 BOM Element

    Script中我們能操作的對象可分為三種:JS Engine Object、DOM Element 和 BOM Element。

       JS Engine Object: var obj = Object(); var array = [];等等 

     DOM Element: var el = document.createElement('div'); var div = document.getElementById('name');等等 

   BOM Element: window; window.location;等等 

       其中只有JS Engine Object和DOM Element是我們可以CRUD的,因此也就有可能發生內存泄漏的問題。

  2.2. JS Engine Object的內存回收機制 

   IE的JScript Garbage Collector采用的是Mark-and-Sweep算法,當執行垃圾回收時會先遍歷所有JS Engine Object並標記未被引用的對象,然后釋放掉被標記的內存空間。

   由於Mark-and-Sweep算法的緣故,也能很好地釋放引用孤島的內存空間。

   而IE下獨有的CollectGarbage()則用於回收無引用或引用孤島的JS Engine Object。

  2.3. DOM Element的內存回收機制

   當DOM Element不再被引用時會被回收,但具體被誰何時回收則有待研究了。

  2.4. 兩種泄漏方式

   a. 當前頁面泄漏:刷新頁面或跳轉到其他頁面就能釋放的內存資源。

   b. 跨頁面泄漏:刷新頁面或跳轉到其他頁面也無法釋放的內存資源。

   當前頁面泄漏處理難度相對簡單,跨頁面泄漏才是處理大頭。

 

三、4種泄漏模式                        

  下面是Justin Rogers總結出來的4種會引起泄漏的反模式。

  3.1. Circular References(導致跨頁面內存泄漏)

       循環引用可謂是引起內存泄漏的根本原因,其他的泄漏模式最底層還是因為出現的循環引用。   

               

Leak Memory

<div id="test"></div>
<script type="text/javascript">
  var $el = {tag: 'div', dom: null} // 創建JS Engine Object
  $el.dom = document.getElementById('test') // JS Engine Object references to DOM Element
  $el.dom.expandoProp = $el // DOM Element references to JS Engine Object

  // 造成circular references
  // GC不會清理$el,而頁面刷新時也不會清理$el.dom

  setTimeout('location.reload()', 500) // 刷新頁面
</script>

Non-Leak Memory

<body onunload="clearMemory()">
    <div id="test"></div>
    <script type="text/javascript">
      function clearMemory(){
        $el.dom.expandoProp = null; // 解除DOM Element references to JS Engine Object,那么頁面刷新時就會清除$el.dom,而$el也會被GC清除
      }

      var $el = {tag: 'div', dom: null} // 創建JS Engine Object
      $el.dom = document.getElementById('test') // JS Engine Object references to DOM Element
      $el.dom.expandoProp = $el // DOM Element references to JS Engine Object
    
      // 造成circular references
      // GC不會清理$el,而頁面刷新時也不會清理$el.dom
    
      setTimeout('location.reload()', 500) // 刷新頁面
    </script>
</body>

  3.2. Closures(導致跨頁面內存泄漏)

    閉包具有Lexical scope特性,延長了方法參數和局部變量的生命周期,但同時又容易在無意當中引入循環引用的問題。

Leak Memory

<div id="test"></div>
<script type="text/javascript">
  ;(function (){
    var $el = {tag: 'div', dom: null}
    $el.dom = document.getElementById('test') // JS Engine Object references to DOM Element
    $el.dom.attachEvent('click', onclick) // DOM Element references to JS Engine Object
    // 此時還沒形成circular references

    function onclick(){} // onclick的方法體內隱式引用$el及$el內的dom屬性,因此形成了circular refereneces
    // function onclick(){ return eval('$el && true || false') } 返回true
  }())
</script>

Non-Leak Memory

<div id="test"></div>
<script type="text/javascript">
  ;(function (){
    var $el = {tag: 'div', dom: null}
    $el.dom = document.getElementById('test') // JS Engine Object references to DOM Element
    $el.dom.attachEvent('click', onclick) // DOM Element references to JS Engine Object
    // 此時還沒形成circular references
  }())
  function onclick(){}  // onclick方法體內沒有引用$el
</script>

  3.3. Cross-page Leaks(當前頁面內存泄漏)

    由於節點建立聯系時會尋找scope,若沒有則創建temporary scope,若有則拋棄原有的temporary scope采用已有的scope。

    

Leak Memory

<html>
     <head>
         <script language="JScript">
         function  LeakMemory()  
        {
             var  hostElement  =  document.getElementById("hostElement"); //  Do it a lot, look at Task Manager for memory response
 
             for (i  =   0 ; i  < 5000 ; i ++ )
            {
                 var  parentDiv  =
                    document.createElement("<div onClick='foo()'>");
                 var  childDiv  =
                    document.createElement("<div onClick='foo()'>"); //  This will leak a temporary object
                parentDiv.appendChild(childDiv);
                hostElement.appendChild(parentDiv);
                hostElement.removeChild(parentDiv);
                parentDiv.removeChild(childDiv);
                parentDiv  =   null ;
                childDiv  =   null ;
            }
            hostElement  =   null ;
        } 
     </script>
     </head>
     <body>
         <button onclick ="LeakMemory()"> Memory Leaking Insert </button>
         <div id ="hostElement"></div>
     </body>
</html>

  當childDiv與parentDiv建立連接時,為讓childDiv能獲取parentDiv的信息,IE會創建temporary scope。而當將parentDiv添加到DOM tree中時,則childDiv和parentDiv均繼承document的scope,而temporary scope卻不會被GC釋放,而要等待瀏覽器刷新頁面才能清理。

Non-Leak Memory

<html>
     <head>
         <script language="JScript">
       function  CleanMemory()  
        {
             var  hostElement  =  document.getElementById("hostElement"); //  Do it a lot, look at Task Manager for memory response
 
             for (i  =   0 ; i  < 5000 ; i ++ )
            {
                 var  parentDiv  =   document.createElement("<div onClick='foo()'>");
                 var  childDiv  =   document.createElement("<div onClick='foo()'>"); //  Changing the order is important, this won’t leak
                hostElement.appendChild(parentDiv);
                parentDiv.appendChild(childDiv);
                hostElement.removeChild(parentDiv);
                parentDiv.removeChild(childDiv);
                parentDiv  =   null ;
                childDiv  =   null ;
            }
            hostElement  =   null ;
        }
     </script>
     </head>
     <body>
         <button onclick ="CleanMemory()"> Clean Insert </button>
         <div id ="hostElement"></div>
     </body>
</html>

  一直使用document scope,不會創建temporary scope

  3.4. Pseduo-Leaks

    連續創建多個JS Engine Object,而GC未能及時釋放內存,其實根本就不是內存泄漏

var tmpStr
for(var i = 0; i < 100000; ++i) 
  tmpStr = "test"

 

四、當前頁面泄漏的示例                      

  4.1. DOM Hyperspace引起的DOM Element引用孤島

      DOM Hyperspace由PPK發現,在IE下通過removeChild或removeNode從父節點(無論是否已加入DOM Tree)中移除節點后,會創建一個新的#documentFragment,並且被移除的節點的parentNode為該#documentFragment,而該#documentFragment.firstChild為被移除的節點,因此存在DOM Element間的circular reference導致無法釋放,只有刷新頁面后才會釋放資源。

Leak Memory

var div = document.createElement('div')
document.body.appendChild(div)
div.parentNode.removeChild(div)

alert(div.parentNode) // IE8下為[Object object],Chrome等瀏覽器為null

Non-Leak Memory

function rm(el){
  if (!+'\v1'){
    var d = document.createElement('div')
    d.appendChild(el)
    d.innerHTML = ''
  }
  else{
    el.parentNode.removeChild(el)
  }
}

var div = document.createElement('div')
document.body.appendChild(div)
rm(div)

alert(div.parentNode) // IE8下為null

  4.2. 釋放Iframe沒那么簡單

      iframe所占的資源有兩部分:iframe元素所占的內存空間 和 iframe內頁面所占的內存空間。

      內存空間釋放步驟:

    1. 釋放 iframe內頁面所占的內存空間

      通過設置src=''或src='about:blank'來釋放內部頁面的資源

    2. 釋放 iframe元素所占的內存空間

      通過removeChild、removeNode等方法釋放iframe元素的內存空間

   ligerTab1.2.1的清除方式

var iframe = ...
iframe.src = 'about:blank'
iframe.contentWindow.document.write('')
CollectGarbage && CollectGarbage() 
iframe.parentNode.removeChild(iframe)

 

五、IE8下連續修改IMG的src居然耗盡內存?            

  由於IE8會對非原始尺寸的圖片進行抗鋸齒平滑處理,從而消耗更多的CPU和內存資源。當圖片大小和尺寸到一定時,則會出現掛死的情況。(IE6、7沒有抗鋸齒平滑處理,而IE9則移除該功能)

  而這種情況當然就不屬於Memory Leak啦!

  題外話:

     眾所周知IMG是replaced element,其width和height屬性缺省值又外部資源決定,而我們通過CSS設置的width和height屬性均是對缺省值的二次加工。

     假設圖片原始尺寸為width:200px/height:400px,現在通過CSS設置width:100px,那么圖片將按等比例縮放為width:100px/height:200px;但通過CSS設置width:100px/height:100px時,那么圖片則不是按等比例縮放了。

 

六、監控工具                            

  監控方式多種多樣,這里大概分為兩類:

  1. 當前頁面泄漏:Windows的任務管理器、Chrome->dev tools->Profiles->Take Heap Snapshot/Record Heap Allocations等等

  2. 跨頁面泄漏:sIEve

  

  操作步驟:

      1. 在Address輸入框輸入網址,點擊Go (瀏覽網頁)

      2. 執行測試用例

      3. 點擊about:blank按鈕(跳轉到空白頁)

      4. 查看#leaks列下是否有增長,有則表示出現跨頁面的內存泄漏

 

七、總結                             

    稍微小結一下:

      1. 單純的JS Engine Object的Circular References、Closures是不會引起內存泄漏;

      2. 單純的DOM Element的Circular References只會引起當前頁面的內存泄漏;

      3. JS Engine Object 和 DOM Element的Circular References、Closures會引起跨頁面的內存泄漏;

      4. 將DOM Element直接追加到DOM Tree中,可減少temporary scope的創建和丟棄;

      5. CollectGarbage()不是萬金油。

   上述內容以概念為主,最終還是要實戰來驗證和完善、補充。

   尊重原創,轉載請注明來自:^_^肥子John http://www.cnblogs.com/fsjohnhuang/p/4455822.html 

 

八、參考                             

  What are closures?

  Understanding and Solving Internet Explorer Leak Patterns

  JavaScript and memory leaks

 


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