JavaScript垃圾收集-標記清除和引用計數

　　JavaScript具有自動垃圾收集機制，執行環境會負責管理代碼執行過程中使用的內存。

 

　　垃圾收集機制原理：垃圾收集器會按照固定的時間間隔（或代碼執行中預定的收集時間）， 周期性地執行這一操作：找出那些不再繼續使用的變量，然后釋放其占用的內存。

 

1.標記清除

　　JavaScript中最重用的垃圾收集方式是標記清除（mark-and-sweep）。Take is cheap, let me show you the code.

 

　　當運行addTen()這個函數的時候，就是當變量進入環境時，就將這個變量標記為“進入環境”。從邏輯上講，永遠不能釋放進入環境的變量所占用的內存，因為只要執行流進入相應的環境，就可能會用到它們。而當變量離開環境時，則將其標記為“離開環境”。

 

function addTen(num){  
    var sum += num;  //垃圾收集已將這個變量標記為“進入環境”。
    return sum;      //垃圾收集已將這個變量標記為“離開環境”。
}
addTen(10);  //輸出20

 

　　可以使用任何方式來標記變量。比如，可以通過翻轉某個特殊的位來記錄一個變量何時進入環境， 或者使用一個“進入環境的”變量列表及一個“離開環境的”變量列表來跟蹤哪個變量發生了變化。說到底，如何標記變量其實並不重要，關鍵在於采取什么策略。

 

以下舉一個簡單釋放內存例子：

var user = {name : 'scott', age : '21', gender : 'male'}; //在全局中定義變量，標記變量為“進入環境”

user = null;  //最后定義為null，釋放內存

 

　　垃圾收集器在運行的時候會給存儲在內存中的所有變量都加上標記（當然，可以使用任何標記方式）。然后，它會去掉環境中的變量以及被環境中的變量引用的變量的標記。而在此之后再被加上標記的變量將被視為准備刪除的變量，原因是環境中的變量已經無法訪問到這些變量了。最后，垃圾收集器完成內存清除工作，銷毀那些帶標記的值並回收它們所占用的內存空間。

 

1.引用計數

　　另一種不太常見的垃圾收集策略叫做引用計數（reference counting）。引用計數的含義是跟蹤記錄每個值被引用的次數。

　　當聲明了一個變量並將一個引用類型值賦值該變量時，則這個值的引用次數就是1.如果同一個值又被賦給另外一個變量，則該值得引用次數加1。相反，如果包含對這個值引用的變量又取 得了另外一個值，則這個值的引用次數減 1。當這個值的引用次數變成 0時，則說明沒有辦法再訪問這個值了，因而就可以將其占用的內存空間回收回來。這樣，當垃圾收集器下次再運行時，它就會釋放那 些引用次數為零的值所占用的內存。 

　　問題：循環引用。循環引用指的是對象A中包含一個指向對象B的指針，而對象B中也包含一個指向對象A的引用。請看下面這個例子

function problem(){     
    var objectA = new Object();
    var objectB = new Object(); 
 
    objectA.someOtherObject = objectB;
    objectB.anotherObject = objectA; 
} 

 

　　在這個例子中，objectA 和 objectB 通過各自的屬性相互引用；也就是說，這兩個對象的引用次數都是 2。

　　在采用標記清除策略的實現中，由於函數執行之后，這兩個對象都離開了作用域，因此這種相互引用不是個問題。但在采用引用計數策略的實現中，當函數執行完畢后，objectA 和 objectB 還將繼續存在，因為它們的引用次數永遠不會是 0。

　　假如這個函數被重復多次調用，就會導致大量內存得不到回收。為此放棄了引用計數方式，轉而采用標記清除來實現其垃圾收集機制。可是，引用計數導致的麻煩並未就此終結。

　　IE 中有一部分對象並不是原生 JavaScript 對象。例如，其 BOM 和 DOM 中的對象就是使用 C++以 COM（Component Object Model，組件對象模型）對象的形式實現的，而 COM對象的垃圾 收集機制采用的就是引用計數策略。

　　因此，即使 IE的 JavaScript引擎是使用標記清除策略來實現的，但 JavaScript訪問的 COM對象依然是基於引用計數策略的。換句話說，只要在IE中涉及 COM對象，就會存在循環引用的問題。

　　下面這個簡單的例子，展示了使用 COM對象導致的循環引用問題： 

 

var element = document.getElementById("some_element"); 
var myObject = new Object();
myObject.element = element; 
element.someObject = myObject; 

　　這個例子在一個 DOM元素（element）與一個原生 JavaScript對象（myObject）之間創建了循環引用。

　　其中，變量 myObject 有一個名為 element 的屬性指向 element 對象；而變量 element 也有 一個屬性名叫 someObject 回指 myObject。

　　由於存在這個循環引用，即使將例子中的 DOM從頁面中移除，它也永遠不會被回收。

　　為了避免類似這樣的循環引用問題，最好是在不使用它們的時候手工斷開原生 JavaScript 對象與 DOM元素之間的連接。例如，可以使用下面的代碼消除前面例子創建的循環引用： 

myObject.element = null; 
element.someObject = null;

　　將變量設置為 null 意味着切斷變量與它此前引用的值之間的連接。當垃圾收集器下次運行時，就會刪除這些值並回收它們占用的內存。

　　為了解決上述問題，IE9把 BOM和 DOM對象都轉換成了真正的 JavaScript對象。這樣，就避免了兩種垃圾收集算法並存導致的問題，也消除了常見的內存泄漏現象。

　　參考《JavaScript高級程序設計》