「前端面试100问」之JavaScript 内存管理和垃圾回收机制

内存管理的主要目标是在需要时为系统提供动态分配的内存，然后释放包含不再使用的对象的内存。诸如C，C ++之类的语言具有诸如malloc()之类的用于内存分配的原始函数，其中某些高级语言（如JavaScript）内置了垃圾收集器来完成此工作。它跟踪程序的内存分配，并分享程序是否不再使用分配的内存，然后将其自动释放。但是这种算法无法完全决定是否需要内存。因此，对于程序员而言，理解并确定特定代码段是否需要内存非常重要。

接下来我们一起来了解垃圾回收如何在JavaScript中工作。

垃圾收集

JavaScript引擎的垃圾收集器基本上会寻找从内存中删除的无法访问的对象。这篇文章解释以下两种常见的垃圾收集算法：

引用计数法
标记清除法

引用计数法

这是一个简单的垃圾收集算法。该算法查找那些没有被引用的对象，如果对象没有附加引用，则可以进行垃圾回收。

var obj1 = {
    property1: {
        subproperty1: 20
    }
};

创建一个如上例所示的对象，以了解该算法。

obj1指向了一个对象，其property1中还引用了另外一个对象。由于obj1引用了property1指向的对象，因此此对象是不会被垃圾回收器进行回收的。

var obj2 = obj1;
obj1 = "some random text"

现在，obj2也具有了对obj1所引用的同一对象的引用，但是后来obj1的值被更新为“some random text”，所以现在只有obj2对引用着这个对象。

var obj_property1 = obj2.property1;

接下来，obj_property1引用obj2.property1，该对象也包含一个对象。因此，该对象现在具有两个引用，如下所示：

作为obj2的属性
变量obj_property1

obj2 = "some random text"

obj2 被更新为 “some random text” 之后，其也不再引用这个对象。因此，似乎这个对象没有了其余的引用，因此可以被垃圾回收了。但这可能是错误的说法，因为obj_property1具有obj2.property1的引用。因此也不会被垃圾收集。

obj_property1 = null;

现在，当我们从obj_property1中删除引用时，原来位于obj1中的对象已完全没有引用。因此，现在可以对其进行垃圾收集了。

该算法在哪些代码中会失效？

function example() {
     var obj1 = {
         property1 : {
              subproperty1: 20
         }
     };
     var obj2 = obj1.property1;
     obj2.property1 = obj1;
     return 'some random text'
}
example();

在此，引用计数算法不会在函数调用后从内存中删除obj1和obj2，因为这两个对象相互引用。

标记清除法

标记清除法会查找从根（JavaScript的全局对象）无法访问的对象。

该算法克服了引用计数算法的局限性。
没有引用的对象将是不可访问的，反之亦然。

var obj1 = {
     property1: 35
}

如上所示，我们可以看到创建的对象obj1如何从ROOT可达。

obj1 = null

现在，当我们将obj1的值设置为null时，该对象不再可以从ROOT到达，因此它将被进行垃圾回收。

预备知识

javascript中的内存管理是自动执行的，而且是不可见的
可达性：以某种方式可以访问或者可以用的值，被保证存储在内存中
根：有一些基本的固有可达值，由于显而易见的原因无法删除
    本地函数的局部变量和参数
    当前嵌套调用链上的其他函数的变量和参数
    全局变量
    其它...
可访问性：如果引用或引用链可以从根访问其他值，则认为该值是可访问的

标记-清除法原理：

基本的垃圾回收算法称为“标记-清除”
垃圾回收器获取根并“标记”它们
访问并标记所有来自根的引用
访问标记的对象并标记其引用。
以此类推，直到有未访问的引用为止
除了标记对象，所有对象都被删除

让我们通过查看以下实例来尝试和理解：

如上所示，这就是对象结构的样子。我们可以注意到从根目录无法访问的对象，但让我们尝试了解“标记并清除”算法在这种情况下的工作方式。

算法开始标记它从根开始可达的对象。在上图中，我们可以注意到在对象上标记的绿色圆圈。以便将对象标识为从根可访问。

那些从根目录无法访问的未标记的对象，它们将被垃圾收集。

注意

「垃圾的定义」

没有被引用的对象或者有对象引用，但对象之间为相互引用，根访问不到

如上图所示，尽管对象被引用了，但整体仍然是孤立的，最后仍然会被视为『垃圾』，并进行回收。

局限性

必须使对象明确不可访问，才会进行垃圾收集。

自2012年以来，JavaScript引擎针对引用计数垃圾收集算法进行了修改。

补充：

JavaScript 引擎在垃圾回收方面的优化：

分代回收：对象分为“新对象”和“旧对象”，新对象出现，工作结束后就会被清理干净，存在时间长的对象，就会很少接受检查

增量回收：将垃圾回收分解为多个部分，分别执行

空闲时间收集：垃圾回收器只在CPU空闲时运行

谢谢阅读。

参考

Understanding JavaScript Memory Management using Garbage Collection