JavaScript垃圾回收機制

1、what?

垃圾回收：js代碼想要運行，需要操作系統或者運行時提供內存空間，來存儲變量及它的值。在某些變量（例如局部變量）在不參與運行時，就需要系統回收被占用的內存空間，稱為垃圾回收

內存泄漏：某些情況下，不再用到的變量所占內存沒有及時釋放，導致程序運行中，內存越占越大，極端情況下可導致系統崩潰、服務器宕機。

在C與C++等語言中，開發人員可以直接控制內存的申請和回收。但是在Java、C#、JavaScript語言中，變量的內存空間的申請和釋放都由程序自己處理，開發人員不需要關心。也就是說Javascript具有自動垃圾回收機制(GC：Garbage Collecation)。

JavaScript垃圾回收的機制很簡單：找出不再使用的變量，然后釋放掉其占用的內存

2、why?

 由於字符串、對象和數組沒有固定大小，所有當他們的大小已知時，才能對他們進行動態的存儲分配。JavaScript程序每次創建字符串、數組或對象時，解釋器都必須分配內存來存儲那個實體。只要像這樣動態地分配了內存，最終都要釋放這些內存以便他們能夠被再用，否則，JavaScript的解釋器將會消耗完系統中所有可用的內存，造成系統崩潰。

---------《JavaScript權威指南（第四版）》

3、when?

垃圾回收器周期性運行，如果分配的內存非常多，那么回收工作也會很艱巨，確定垃圾回收時間間隔就變成了一個值得思考的問題。

IE6的垃圾回收是根據內存分配量運行的，當環境中存在256個變量、4096個對象、64k的字符串任意一種情況的時候就會觸發垃圾回收器工作，看起來很科學，不用按一段時間就調用一次，有時候會沒必要，這樣按需調用不是很好嗎？但是如果環境中就是有這么多變量等一直存在，現在腳本如此復雜，很正常，那么結果就是垃圾回收器一直在工作，這樣瀏覽器就沒法兒玩兒了。

微軟在IE7中做了調整，觸發條件不再是固定的，而是動態修改的，初始值和IE6相同，如果垃圾回收器回收的內存分配量低於程序占用內存的15%，說明大部分內存不可被回收，設的垃圾回收觸發條件過於敏感，這時候把臨界條件翻倍，如果回收的內存高於85%，說明大部分內存早就該清理了，這時候把觸發條件置回。這樣就使垃圾回收工作職能了很多。

同C# 、Java一樣我們可以手工調用垃圾回收程序，但是由於其消耗大量資源，而且我們手工調用的不會比瀏覽器判斷的准確，所以不推薦手工調用垃圾回收。

4、how?

 現在各大瀏覽器通常用采用的垃圾回收有兩種方法：標記清除、引用計數。

1、引用計數

　　另一種不太常見的垃圾回收策略是引用計數。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賦值給該變量時，則這個值的引用次數就是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就減1。當這個引用次數變成0時，則說明沒有辦法再訪問這個值了，因而就可以將其所占的內存空間給收回來。這樣，垃圾收集器下次再運行時，它就會釋放那些引用次數為0的值所占的內存。

 　　引用計數有個最大的問題： 循環引用。

　　比如對象A有一個屬性指向對象B，而對象B也有有一個屬性指向對象A，這樣相互引用.

function func() {
    let obj1 = {};
    let obj2 = {};

    obj1.a = obj2; // obj1 引用 obj2
    obj2.a = obj1; // obj2 引用 obj1
}

　　在這個例子中，objA和objB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。在采用引用計數的策略中，由於函數執行之后，這兩個對象都離開了作用域，函數執行完成之后，objA和objB還將會繼續存在，因為他們的引用次數永遠不會是0。這樣的相互引用如果說很大量的存在就會導致大量的內存泄露。

　　解決：手動解除引用

obj1.a = null;
obj2.a = null;

2、標記清除

　　這是javascript中最常用的垃圾回收方式。當變量進入執行環境是，就標記這個變量為“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，就可能會用到他們。當變量離開環境時，則將其標記為“離開環境”。

　　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。然后，它會去掉環境中的變量以及被環境中的變量引用的標記。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，並回收他們所占用的內存空間。

　　標記清除也會遇到循環引用的問題。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）對象的形式實現的，而COM對象的垃圾回收器就是采用的引用計數的策略。因此，即使IE的Javascript引擎使用標記清除的策略來實現的，但JavaScript訪問的COM對象依然是基於引用計數的策略的。說白了，只要IE中涉及COM對象，就會存在循環引用的問題。

　　解決：手工斷開js對象和DOM之間的鏈接。賦值為null。IE9把DOM和BOM轉換成真正的JS對象了，所以避免了這個問題。

5、避免垃圾回收

通過上面內容了解了，瀏覽器雖然可以自動化執行垃圾回收，但如果項目比較大代碼復雜，回收執行代價較大，某些情況甚至不能識別回收

1.數組array優化

將[]賦值給一個數組對象，是清空數組的捷徑(例如： arr = [];),但是需要注意的是，這種方式又創建了一個新的空對象，並且將原來的數組對象變成了一小片內存垃圾！實際上，將數組長度賦值為0（arr.length = 0）也能達到清空數組的目的，並且同時能實現數組重用，減少內存垃圾的產生。 

2. 對象盡量復用

對象盡量復用，尤其是在循環等地方出現創建新對象，能復用就復用。不用的對象，盡可能設置為null，盡快被垃圾回收掉。

3.循環優化

在循環中的函數表達式，能復用最好放到循環外面。

6、避免內存泄漏

1.意外的全局變量

function foo(arg) {
    bar = "this is a hidden global variable";
}

bar沒被聲明,會變成一個全局變量,在頁面關閉之前不會被釋放。

另一種意外的全局變量可能由 this 創建:

function foo() {
    this.variable = "potential accidental global";
}
// foo 調用自己，this 指向了全局對象（window）
foo();

在 JavaScript 文件頭部加上 'use strict'，可以避免此類錯誤發生。啟用嚴格模式解析 JavaScript ，避免意外的全局變量。

2.被遺忘的計時器或回調函數

var someResource = getData();
setInterval(function() {
    var node = document.getElementById('Node');
    if(node) {
        // 處理 node 和 someResource
        node.innerHTML = JSON.stringify(someResource));
    }
}, 1000);

這樣的代碼很常見，如果id為Node的元素從DOM中移除，該定時器仍會存在，同時，因為回調函數中包含對someResource的引用，定時器外面的someResource也不會被釋放。

3.閉包

function bindEvent(){
  var obj=document.createElement('xxx')
  obj.onclick=function(){
    // Even if it is a empty function
  }
}

閉包可以維持函數內局部變量，使其得不到釋放。上例定義事件回調時，由於是函數內定義函數，並且內部函數--事件回調引用外部函數，形成了閉包

// 將事件處理函數定義在外面
function bindEvent() {
  var obj = document.createElement('xxx')
  obj.onclick = onclickHandler
}
// 或者在定義事件處理函數的外部函數中，刪除對dom的引用
function bindEvent() {
  var obj = document.createElement('xxx')
  obj.onclick = function() {
    // Even if it is a empty function
  }
  obj = null
}

解決之道，將事件處理函數定義在外部，解除閉包，或者在定義事件處理函數的外部函數中，刪除對dom的引用。

4.沒有清理的DOM元素引用

有時，保存 DOM 節點內部數據結構很有用。假如你想快速更新表格的幾行內容，把每一行 DOM 存成字典（JSON 鍵值對）或者數組很有意義。此時，同樣的 DOM 元素存在兩個引用：一個在 DOM 樹中，另一個在字典中。將來你決定刪除這些行時，需要把兩個引用都清除。

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'));
    // 此時，仍舊存在一個全局的 #button 的引用
    // elements 字典。button 元素仍舊在內存中，不能被 GC 回收。
}

雖然我們用removeChild移除了button，但是還在elements對象里保存着#button的引用，換言之，DOM元素還在內存里面。