????:javascript具有自動垃圾收集機制,執(zhí)行環(huán)境會負(fù)責(zé)管理代碼執(zhí)行過程中使用的內(nèi)存。在編寫javascript程序時,開發(fā)人員不用再關(guān)心內(nèi)存使用問題,所需內(nèi)存的分配以及無用內(nèi)存的回收完全實現(xiàn)了自動管理。本文將詳細(xì)介紹javascript的垃圾收集機制。前面的話 javascript具有自動垃圾收集機制,執(zhí)行環(huán)境會負(fù)責(zé)管理代碼執(zhí)行過程中使用的內(nèi)存。在編寫javascript程序時,開發(fā)人員不用再關(guān)
javascript具有自動垃圾收集機制,執(zhí)行環(huán)境會負(fù)責(zé)管理代碼執(zhí)行過程中使用的內(nèi)存。在編寫javascript程序時,開發(fā)人員不用再關(guān)心內(nèi)存使用問題,所需內(nèi)存的分配以及無用內(nèi)存的回收完全實現(xiàn)了自動管理。本文將詳細(xì)介紹javascript的垃圾收集機制。
前面的話
javascript具有自動垃圾收集機制,執(zhí)行環(huán)境會負(fù)責(zé)管理代碼執(zhí)行過程中使用的內(nèi)存。在編寫javascript程序時,開發(fā)人員不用再關(guān)心內(nèi)存使用問題,所需內(nèi)存的分配以及無用內(nèi)存的回收完全實現(xiàn)了自動管理。下面將詳細(xì)介紹javascript的垃圾收集機制
原理
垃圾收集機制的原理很簡單:找出那些不再繼續(xù)使用的變量,然后釋放其占用的內(nèi)存,垃圾收集器會按照固定的時間間隔,或代碼執(zhí)行中預(yù)定的收集時間,周期性地執(zhí)行這一操作
局部變量只在函數(shù)執(zhí)行的過程中存在。而在這個過程中,會為局部變量在棧(或堆)內(nèi)存上分配相應(yīng)的空間,以便存儲它們的值。然后在函數(shù)中使用這些變量,直到函數(shù)執(zhí)行結(jié)束。此時,局部變量就沒有存在的必要了。因此可以釋放它們的內(nèi)存以供將來使用。在這種情況下,很容易判斷變量是否還有存在的必要;但并非所有情況下都這么容易就能得出結(jié)論
垃圾收集器必須跟蹤哪個變量有用哪個變量無用,對于不再有用的變量打上標(biāo)記,以備將來收回其所占用的內(nèi)存。用于標(biāo)識無用變量的策略通常有標(biāo)記清除和引用計數(shù)兩種
標(biāo)記清除
javascript中最常用的垃圾收集方式是標(biāo)記清除(mark-and-sweep),當(dāng)變量進(jìn)入環(huán)境(例如,在函數(shù)中聲明一個變量),就將這個變量標(biāo)記為'進(jìn)入環(huán)境'。從邏輯上講,永遠(yuǎn)不能釋放進(jìn)入環(huán)境的變量所占用的內(nèi)存,因為只要執(zhí)行流進(jìn)入相應(yīng)的環(huán)境,就可能會用到它們。而當(dāng)變量離開環(huán)境時,則將其標(biāo)記為'離開環(huán)境'
可以用任何方式來標(biāo)記變量。比如,可以通過翻轉(zhuǎn)某個特殊的位來記錄一個變量何時進(jìn)入環(huán)境,或者使用一個'進(jìn)入環(huán)境的'變量列表以及一個'離開環(huán)境'的變量列表來跟蹤哪個變量發(fā)生了變化。說到底,如何標(biāo)記變量其實并不重要,關(guān)鍵在于采取什么策略
垃圾收集器在運行的時候會給存儲在內(nèi)存中的所有變量都加上標(biāo)記。然后,它會去掉環(huán)境中的變量以及被環(huán)境中的變量引用的變量的標(biāo)記。而在此之后再被加上標(biāo)記的變量將被視為準(zhǔn)備刪除的變量,原因是環(huán)境中的變量已經(jīng)無法訪問到這些變量了。最后,垃圾收集器完成內(nèi)存清除工作,銷毀那些帶標(biāo)記的值并回收它們所占用的內(nèi)存空間
大多數(shù)瀏覽器實現(xiàn)使用的都是標(biāo)記清除式的垃圾收集策略,只不過垃圾收集的時間互有不同
引用計數(shù)
另一種不太常見的垃圾收集策略叫做引用計數(shù)(reference counting)
引用計數(shù)的含義是跟蹤記錄每個值被引用的次數(shù)。當(dāng)聲明了一個變量并將一個引用類型值賦給該變量時,則這個值的引用次數(shù)就是1,如果同一個值又被賦給另一個變量,則該值的引用次數(shù)加1。相反,如果包含對這個值的引用的變量又取得了另外一個值,則這個值的引用次數(shù)減1,當(dāng)這個值的引用次數(shù)為0時,則說明沒有辦法再訪問這個值了,因此就可以將其占用的內(nèi)存空間回收回來。這樣,當(dāng)垃圾收集器下次再運行時,它就會釋放那些引用次數(shù)為0的值所占用的內(nèi)存
Netscape Navigator3.0是最早使用引用計數(shù)策略的瀏覽器,但很快它就遇到了一個嚴(yán)重的問題——循環(huán)引用:對象A中包含一個指向?qū)ο驜的指針,對象B中也包含一個指向?qū)ο驛的指針
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,這兩個對象的引用次數(shù)都是2。在采用標(biāo)記清除策略的實現(xiàn)中,由于函數(shù)執(zhí)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問題。但在采用引用計數(shù)策略的實現(xiàn)中,當(dāng)函數(shù)執(zhí)行完畢之后,objectA和objectB還將繼續(xù)存在,因為它們的引用次數(shù)永遠(yuǎn)不會是0。假如這個函數(shù)被重復(fù)多次調(diào)用,就會導(dǎo)致大量內(nèi)存得不到回收
IE中有一部分對象并不是原生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(xiàn),而COM對象的垃圾回收機制采用的就是引用計數(shù)策略。因此,即使IE的javascript引擎是使用標(biāo)記清除策略來實現(xiàn)的,但javascript訪問的COM對象依然是基于引用計數(shù)策略的。換句話說,只要在IE中涉及COM對象,就會存在循環(huán)引用的問題
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(chuàng)建了循環(huán)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也有一個屬性名為someObject的屬性指向myObject。由于存在這個循環(huán)引用,即使將例子中的DOM從頁面中移除,它也永遠(yuǎn)不會被回收
為了避免類似這樣的循環(huán)引用,最好是在不使用它們的時候手工斷開原生javascript和DOM元素之間的連接
myObject.element = null; element.someObject = null;
將變量設(shè)置為null意味著切斷變量與它此前引用的值之間的連接。當(dāng)垃圾收集器下次運行時,就會刪除這些值并回收它們占用的內(nèi)存
為了解決此問題,IE9把BOM和DOM對象都轉(zhuǎn)換成了真正的javascript對象
性能問題
垃圾收集器是周期性運行的,而且如果為變量分配的內(nèi)存數(shù)量很可觀,那么回收工作量也是相當(dāng)大的。在這種情況下,確定垃圾收集時間間隔是一個非常重要的問題
IE的垃圾收集器是根據(jù)內(nèi)存分配量運行的。具體一點說,就是256個變量,4096個對象(或數(shù)組)字面量和數(shù)組元素(slot)或者64kb的字符串。達(dá)到上述任何一個臨界值,垃圾收集器就會運行
這種實現(xiàn)方式的問題在于,如果一個腳本中包含那么多變量,那么該腳本很可能會在其生命周期中一直保有那么多的變量。而這樣一來,垃圾收集器就不得不頻繁地運行。結(jié)果,由此引發(fā)的嚴(yán)重性能問題促使IE7重寫了其垃圾收集例程
IE7的javascript引擎的垃圾收集例程改變了工作方式:觸發(fā)垃圾收集的變量分配、字面量和數(shù)組元素的臨界值被調(diào)整為動態(tài)修正。IE7中的各項臨界值在初始時與IE6相等。如果垃圾收集例程回收的內(nèi)存分配量低于15%,則變量、字面量和數(shù)組元素的臨界值就會加倍。如果例程回收了85%的內(nèi)存分配量,則將各種臨界值重置回默認(rèn)值。這樣,極大地提升了IE在運行包含大量javascript的頁面時的性能
事實上,在有的瀏覽器中可以觸發(fā)垃圾收集過程。在IE中,調(diào)用window.CollectGarbage()方法會立即執(zhí)行垃圾收集
內(nèi)存管理
使用具備垃圾收集機制的javascript的主要問題在于:分配給web瀏覽器的可用內(nèi)存數(shù)量通常要比分配給桌面應(yīng)用程序的少,目的是防止運行javascript的網(wǎng)頁耗盡全部系統(tǒng)內(nèi)存而導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。內(nèi)存限制問題不僅會影響給變量分配內(nèi)存,同時還會影響調(diào)用棧以及在一個線程中能夠同時執(zhí)行的語句數(shù)量
因此,確保占用最少的內(nèi)存可以讓頁面獲得更好的性能。而優(yōu)化內(nèi)存占用的最佳方式是:為執(zhí)行中的代碼只保存必要的數(shù)據(jù)。一旦數(shù)據(jù)不再有用,最好通過將其值設(shè)置為null來釋放其引用,這種做法叫解除引用(dereferencing)。這一做法適用于大多數(shù)全局變量和全局對象的屬性,局部變量會在它們離開執(zhí)行環(huán)境時自動被解除引用
function createPerson(name){ var localPerson = new Object(); localPerson.name = name; return localPerson; } var globalPerson = createPerson('test'); globalPerson = null;
不過,要注意的是,解除一個值的引用并不意味著自動回收該值所占用的內(nèi)存。解除引用的真正作用是讓值脫離執(zhí)行環(huán)境,以便垃圾收集器下次運行時將其回收
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