一、垃圾回收概念
我們在寫 js 代碼的時候,會頻繁地操作數據。在一些數據不被需要的時候,它就是垃圾數據,垃圾數據占用的內存就應該被回收。
二、變量的生命周期
比如這么一段代碼:
let dog = new Object(); let dog.a = new Array(1);
- 當 JavaScript 執行這段代碼的時候,會先在全局作用域中添加一個
dog
屬性,並在堆中創建了一個空對象,將該對象的地址指向了dog
。 - 隨后又創建一個大小為 1 的數組,並將屬性地址指向了
dog.a
。此時的內存布局圖如下所示:
如果此時,我將另外一個對象賦給了 a
屬性,代碼如下所示:
dog.a = new Object()
此時的內存布局圖:
a
的指向改變了, 此時堆中的數組對象就成為了不被使用的數據,專業名詞叫不可達的數據。
這就是需要回收的垃圾數據。
三、垃圾回收算法
可以將這個過程想象成從根溢出一個巨大的油漆桶,它從一個根節點出發將可到達的對象標記染色, 然后移除未標記的。
第一步:標記空間中可達值
V8 采用的是可達性 (reachability) 算法來判斷堆中的對象應不應該被回收。
這個算法的思路是這樣的:
- 從根節點(Root)出發,遍歷所有的對象。
- 可以遍歷到的對象,是可達的(reachable)。
- 沒有被遍歷到的對象,不可達的(unreachable)。
在瀏覽器環境下,根節點有很多,主要包括這幾種:
- 全局變量
window
,位於每個iframe
中 - 文檔
DOM
樹 - 存放在棧上的變量
- ...
這些根節點不是垃圾,不可能被回收。
第二步:回收「不可達」的值所占據的內存
在所有的標記完成之后,統一清理內存中所有不可達的對象。
第三步,做內存整理
- 在頻繁回收對象后,內存中就會存在大量不連續空間,專業名詞叫內存碎片。
- 當內存中出現了大量的內存碎片,如果需要分配較大的連續內存時,就有可能出現內存不足的情況。
- 所以最后一步是整理內存碎片。(但這步其實是可選的,因為有的垃圾回收器不會產生內存碎片,比如副垃圾回收器)
四、分代收集
瀏覽器將數據分為兩種,一種是臨時對象,一種是長久對象。
臨時對象:
- 大部分對象在內存中存活的時間很短。
- 比如函數內部聲明的變量,或者塊級作用域中的變量。當函數或者代碼塊執行結束時,作用域中定義的變量就會被銷毀。
- 這類對象很快就變得不可訪問,應該快點回收。
長久對象:
- 生命周期很長的對象,比如全局的
window、DOM、Web API
等等。 - 這類對象可以慢點回收。
這兩種對象對應不同的回收策略,所以,V8 把堆分為新生代和老生代兩個區域, 新生代中存放臨時對象,老生代中存放持久對象。
並且讓副垃圾回收器負責新生代的垃圾回收、主垃圾回收器負責老生代的垃圾回收。
這樣就可以實現高效的垃圾回收啦。
主垃圾回收器
負責老生代的垃圾回收,有兩個特點:
- 對象占用空間大。
- 對象存活時間長。
它使用標記-清除的算法執行垃圾回收。
1.首先是標記
- 從一組根元素開始,遞歸遍歷這組根元素。
- 在這個遍歷過程中,能到達的元素稱為活動對象,沒有到達的元素就可以判斷為垃圾數據。
2.然后是垃圾清除
直接將標記為垃圾的數據清理掉。
3.多次標記-清除后,會產生大量不連續的內存碎片,需要進行內存整理。
副垃圾回收器
負責新生代的垃圾回收,通常只支持 1~8 M 的容量。
新生代被分為兩個區域:一半是對象區域,一半是空閑區域。
新加入的對象都被放入對象區域,等對象區域快滿的時候,會執行一次垃圾清理。
1.先給對象區域所有垃圾做標記。
2.標記完成后,存活的對象被復制到空閑區域,並且將他們有序的排列一遍。
副垃圾回收器沒有碎片整理。因為空閑區域里此時是有序的,沒有碎片,也就不需要整理了。
3.復制完成后,對象區域會和空閑區域進行對調。將空閑區域中存活的對象放入對象區域里。
這樣,就完成了垃圾回收。
因為副垃圾回收器操作比較頻繁,所以為了執行效率,一般新生區的空間會被設置得比較小。
一旦檢測到空間裝滿了,就執行垃圾回收。
- 一句話總結分代回收就是:將堆分為新生代與老生代,多回收新生代,少回收老生代。
- 這樣就減少了每次需遍歷的對象,從而減少每次垃圾回收的耗時。
五、增量收集
如果腳本中有許多對象,引擎一次性遍歷整個對象,會造成一個長時間暫停。
所以引擎將垃圾收集工作分成更小的塊,每次處理一部分,多次處理。
這樣就解決了長時間停頓的問題。
六、閑時收集
垃圾收集器只會在 CPU 空閑時嘗試運行,以減少可能對代碼執行的影響。
補充
瀏覽器中不同類型變量的內存都是何時釋放?
Javascritp 中類型:值類型,引用類型。
引用類型:
- 在沒有引用之后,通過 V8 自動回收。
值類型:
- 如果處於閉包的情況下,要等閉包沒有引用才會被 V8 回收。
- 非閉包的情況下,等待 V8 的新生代切換的時候回收。
哪些情況會導致內存泄露?如何避免?
內存泄露是指你用不到(訪問不到)的變量,依然占居着內存空間,不能被再次利用起來。
以 Vue 為例,通常有這些情況:
- 監聽在
window/body
等事件沒有解綁 - 綁在
EventBus
的事件沒有解綁 Vuex
的$store
,watch
了之后沒有unwatch
- 使用第三方庫創建,沒有調用正確的銷毀函數
解決辦法:beforeDestroy
中及時銷毀
- 綁定了
DOM/BOM
對象中的事件addEventListener
,removeEventListener
。 - 觀察者模式
$on
,$off
處理。 - 如果組件中使用了定時器,應銷毀處理。
- 如果在
mounted/created
鈎子中使用了第三方庫初始化,對應的銷毀。 - 使用弱引用
weakMap
、weakSet
。
weakMap
weakSet
在 ES6 中為我們新增了兩個數據結構 WeakMap、WeakSet,就是為了解決內存泄漏的問題。
它的鍵名所引用的對象都是弱引用,就是垃圾回收機制遍歷的時候不考慮該引用。
只要所引用的對象的其他引用都被清除,垃圾回收機制就會釋放該對象所占用的內存。
也就是說,一旦不再需要,WeakMap 里面的鍵名對象和所對應的鍵值對會自動消失,不用手動刪除引用。