垃圾收集 - Javascript 笔记

概述

Javascript 具有自动垃圾收集机制。即，执行环境会负责管理代码执行过程中使用的内存。

标记清除

JavaScript 中最常用的垃圾收集方式是标记清除（mark-and-sweep）。当变量进入环境（例如，在函数中声明一个变量）时，就将这个变量标记为“进入环境”。而当变量离开环境时，则将其标记为“离开环境”。

可以使用任何方式来标记变量。比如，可以通过翻转某个特殊的位来记录一个变量何时进入环境，或者使用一个“进入环境”的变量列表及一个“离开环境”的变量列表来跟踪哪个变量发生了变化。

垃圾收集器在运行的时候会给存储在内存中的所有变量都加上标记。然后，它会去掉环境中的变量以及被环境中的变量引用的变量的标记。而在此之后再被加上标记的变量将被视为准备删除的变量，原因是环境中的变量已经无法访问到这些变量了。最后，垃圾收集器完成内存清除工作，销毁那些带标记的值并回收它们所占用的内存空间。

引用计数

另一种不太常见的垃圾收集策略叫做引用计数（reference counting）。引用计数的含义是跟踪记录每个值被引用的次数。当声明了一个变量并将一个引用类型值赋给该变量时，则这个值的引用次数就是1。如果同一个值又被赋给另一个变量，则该值的引用次数加1。相反，如果包含对这个值引用的变量又取得了另一个值，则这个值的引用次数减少1。当这个值的引用次数变成0时，则说明没有办法再访问这个值了，因而就可以将其占用的内存空间回收回来。这样，当垃圾收集器下次再运行时，它就会释放那些引用次数为零的值所占用的内存。

使用引用计数会遇到一个严重的问题：循环引用。循环引用指的是对象A中包含一个指向对象B的指针，而对象B中也包含一个指向对象A的引用。如下例子：

function problem(){
  var objectA = new Object();
  var objectB = new Object();
  objA.someOtherObject = objectB;
  objB.anotherObject = objectA;
  // 计入这个函数被重复多次调用，就会导致大量内存得不到回收。
}

在这个例子中，objectA 和 objectB 通过各自属性相互引用，也就是说，这两个对象的引用次数都是2。在采用标记清除策略的实现中，由于函数执行之后，这两个对象都离开了作用域，因此这种相互引用不是问题。但在采取引用计数策略的实现中，当函数执行完毕后，objectA 和 objectB 还将继续存在，因为它们的引用次数永远不会是0。假如这个函数被重复多次调用，就会导致大量内存得不到回收。

性能问题

垃圾收集器是周期性运行的，如果为变量分配的内存数量很多，那么回收工作量也是相当大的。在这种情况下，确定垃圾收集的时间间隔是一个非常重要的问题。说到垃圾收集器多长时间运行一次，不禁让人联想到IE因此而声名狼藉的性能问题。 IE的垃圾收集器是根据内存分配量运行的，具体来说就是256个变量、4096个对象（或数组）字面量、数组元素（slot）、64KB的字符串。一旦达到临界值，垃圾收集器就会运行。这种实现方式的问题在于，若一个脚本中保存那么多变量，那么该脚本很可能会在其生命周期中一直保有这么多的变量。而这样一来，垃圾收集器就不得不频繁地运行。结果，由此引发的严重性能问题促使IE7重写了其垃圾收集例程。

随着 IE7 的发布，其 javascript 引擎的垃圾收集例程改变了工作方式：触发垃圾收集的变量分配、字面量、数组元素的临界值被调整为动态修正。IE7 中的各项目临界值在初始化与 IE6 相等。如果垃圾收集例程回收的内存分配量低于15%，则变量、字面量、数组元素的临界值就会放大。如果例程回收了85%的内存分配量，则将各种临界值重置会默认值。这一看似简单的调整，极大地提升了 IE 在运行包含大量 javaScript 的页面时的性能。

管理内存

使用具备垃圾收集机制的语言编写程序，开发者一般不必操心内存管理问题。但是JavaScript 在进行内存管理及垃圾收集时面临的问题还是有点儿与众不同。其中最主要的一个问题是分配给 web 浏览器的可用内存数量通常要比分配给桌面应用程序少。这样的目的主要是处于安全性考虑，目的是防止运行 JavaScript 的网页耗尽全部系统内存而导致系统崩溃。内存限制问题不会影响给代码分配内存，同时还会影响调用栈以及在一个线程中能够同时执行的语句数量。

因此，确保占用最少的内存可让页面获得更好的性能。而优化占用的最佳方式，就是执行中的代码只保存必要的数据。一旦数据不再有用，最好通过将其值设置为 null 来释放掉引用 -- 解除引用（dereferencing）。这一做法适用于大多数全局变量和全局对象的属性。局部变量会在它们离开执行环境时自动被解除引用。如下例子：

function createPerson(name){
  var localPerson = new Object();
  localPerson.name = name;
  return localPerson;
}

var globalPerson = createPerson('Nicholas');

// 手工解除globalPerson的引用
globalPerson = null;

在这个例子中，变量 globalPerson 获得了 createPerson() 函数的返回值。在 createPerson() 函数内部，创建了一个对象并将其赋给局部变量 localPerson，然后又为该对象添加了一个名为 name 的属性。最后，当调用这函数时，localPerson 以函数值的形式返回并赋给全局变量 globalPerson。由于 localPerson 在 createPerson() 函数执行完毕后就离开了其执行环境，因此无需我们显式地去为它解除引用。但是对于全局变量 globalPerson 而言，则需要我们在不使用它的时候手工为它解除引用。

不过，解除一个值的引用并不意味着自动回收该值所占用的内存，解除引用的真正作用是让值脱离执行环境，以便垃圾收集器下次运行时将其回收。