JS高级 之 JavaScript内存管理 && JavaScript闭包

目录

一、内存管理

二、JavaScript的内存管理

三、JavaScript的垃圾回收机制

1. GC算法 – 引用计数（Reference counting）

引用计数：

优势 : 

弊端 : 循环引用

2. GC算法 – 标记清除（Mark-Sweep）

标记清除：

执行前

执行后

3. V8引擎的垃圾回收机制

1 - 标记整理 ( Mark-Compact ) :

        执行前

        执行后

2 - 分代收集（ Generational collection ）

3 - 增量收集（ Incremental collection ）

4 - 闲时收集（ Idle-time collection ）

5 - V8引擎详细的内存图

四、闭包

1. 闭包的定义

维基百科的解释 : 

MDN的解释 : 

总结一下 : 

2. 闭包的执行过程

全局代码执行前

执行到第一个createAdder

执行adder5函数

执行到第二个createAdder 

运行完成后

3. 闭包的内存泄漏

4. AO不使用的属性优化 

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一、内存管理

不管什么样的编程语言，在代码的执行过程中都是需要给它分配内存的。

不同的是某些编程语言需要我们自己手动的管理内存，某些编程语言会可以自动帮助我们管理内存

不管以什么样的方式来管理内存，内存的管理都会有如下的生命周期：

• 第一步：分配申请你需要的内存（申请）
• 第二步：使用分配的内存（存放一些东西，比如对象等）
• 第三步：不需要使用时，对其进行释放

 不同的编程语言对于第一步和第三步会有不同的实现：

• 手动管理内存：比如C、C++，包括早期的OC，都是需要手动来管理内存的申请和释放的（malloc和free函数）
• 自动管理内存：比如Java、JavaScript、Python、Swift、Dart等，它们有自动帮助我们管理内存

JavaScript 的内存管理是自动的、无形的

• 创建的原始值、对象、函数……这一切都会占用内存
• 但是并不需要手动来对它们进行管理，JavaScript引擎会帮助我们处理好它

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二、JavaScript的内存管理

 JavaScript会在定义数据时为我们分配内存

原始数据类型 : 会在执行时进行内存的分配，直接在栈空间进行分配

复杂数据类型 : 会在堆内存中开辟一块空间，并且将这块空间的指针返回值变量引用

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三、JavaScript的垃圾回收机制

因为内存的大小是有限的，所以当内存不再需要的时候，我们需要对其进行释放，以便腾出更多的内存空间

• 垃圾回收的英文是Garbage Collection，简称GC
• 对于那些不再使用的对象，它需要被回收，以释放更多的内存空间
• 对于语言运行环境，比如Java的运行环境JVM，JavaScript的运行环境js引擎都会内存 垃圾回收器
• GC通过它的实现以及对应的算法知道哪些对象是不再使用的

1. GC算法 – 引用计数（Reference counting）

引用计数：

• 当一个对象有一个引用指向它时，那么这个对象的引用就+1
• 当一个对象的引用为0时，这个对象就可以被销毁掉

可以看成每个对象内有个retainCount变量来存储着被引用的值

优势 : 

实现简单，判定效率也很高

如果使得obj = null ， 那么0x001中的retainCount会变为1。因为obj2还引用着

弊端 : 循环引用

即使让obj = null , obj2 = null 。      retainCount不会变为0，都会变为1

在内存中，0x001引用着0x002，0x002引用着0x001内存依旧得不到释放 

2. GC算法 – 标记清除（Mark-Sweep）

标记清除：

• 标记清除的核心思路是可达性（Reachability）
• 这个算法是设置一个根对象（root object），垃圾回收器会定期从这个根开始，找所有从根开始有引用到的对象，对于哪些没有引用到的对象，就认为是不可用的对象
• 这个算法可以很好的解决循环引用的问题

这里的根对象指的是Global对象，也可以说是环境记录

当变量进入环境时，就将这个变量标记为“进入环境” 

当变量离开环境时，则将其标记为“离开环境”

执行前

执行后

3. V8引擎的垃圾回收机制

因为JS是单线程的，在执行垃圾回收的时候，主程序会被暂停，也就是说可能会看到卡顿现在，

为了提升用户体验，V8利用了标记整理、分带收集、增量收集、闲时收集等优化手段

核心还是可达性中的标记清除算法，在算法的实现细节上也会结合一些其他的算法进行优化

1 - 标记整理 ( Mark-Compact ) :

• 和“标记－清除”相似 , 不过会对“标记－清除”算法进行优化
• 回收期间同时会将保留的存储对象搬运汇集到连续的内存空间，从而整合空闲空间，避免内存碎片化

        执行前

        执行后

2 - 分代收集（ Generational collection ）

• 对象被分成两组：“新的”和“旧的”。
• 许多对象出现，完成它们的工作并很快死去，它们可以很快被清理
• 那些长期存活的对象会变得“老旧”，而且被检查的频次也会减少 
• V8 将堆分为两类新生代和老生代，新生代中存放的是生存时间短的对象，老生代中存放的生存时间久的对象

3 - 增量收集（ Incremental collection ）

• 如果有许多对象，并且我们试图一次遍历并标记整个对象集，则可能需要一些时间，并在执行过程中带来明显的延迟
• 所以引擎试图将垃圾收集工作分成几部分来做，然后将这几部分会逐一进行处理，这样会有许多微小的延迟而不是一个大的延迟

4 - 闲时收集（ Idle-time collection ）

• 垃圾收集器只会在 CPU 空闲时尝试运行，以减少可能对代码执行的影响。

5 - V8引擎详细的内存图

四、闭包

1. 闭包的定义

维基百科的解释 : 

• 闭包（英语：Closure），又称词法闭包（Lexical Closure）或函数闭包（function closures）
• 是在支持 头等函数 的编程语言中，实现词法绑定的一种技术
• 闭包在实现上是一个结构体，它存储了一个函数和一个关联的环境（相当于一个符号查找表）
• 闭包跟函数最大的区别在于，当捕捉闭包的时候，它的 自由变量 会在捕捉时被确定，这样即使脱离了捕捉时的上下文，它也能照常运行

MDN的解释 : 

• ​​​​​​​一个函数和对其周围状态（lexical environment，词法环境）的引用捆绑在一起（或者说函数被引用包围），这样的组合就是闭包（closure）
• 也就是说，闭包让你可以在一个内层函数中访问到其外层函数的作用域
• 在 JavaScript 中，每当创建一个函数，闭包就会在函数创建的同时被创建出来

总结一下 : 

• 一个普通的函数function，如果它可以访问外层作用域的自由变量，那么这个函数和周围环境就是一个闭包
• 从广义的角度来说：JavaScript中的函数都是闭包
• 从狭义的角度来说：JavaScript中一个函数，如果访问了外层作用域的变量，那么它是一个闭包

2. 闭包的执行过程

全局代码执行前

执行到第一个createAdder

执行adder5函数

执行到第二个createAdder 

运行完成后

正常情况下函数上下文弹栈后，对应的AO对象会被释放

但是因为在0xb00 ｜ 0xc00的函数中有作用域引用指向了该AO对象，所以不会被释放掉

3. 闭包的内存泄漏

为什么闭包是有内存泄露的呢

在上述的案例中，如果以后都不访问adder5 | adder8 函数了，那么这俩函数会被垃圾回收机制回收掉吗，答案是否定的，因为它们永远都是可达的

如何解决内存泄露

adder5 | adder8 变量赋值为 null

4. AO不使用的属性优化 

研究一个问题：AO对象不会被销毁时，是否里面的所有属性都不会被释放？

• 下面这段代码中name属于闭包的父作用域里面的变量
• 我们知道形成闭包之后count一定不会被销毁掉，那么name是否会被销毁掉呢
• 这里我打上了断点，我们可以在浏览器上看看结果