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一文搞懂JS系列(三)之垃圾回收机制,内存泄漏,闭包

一文搞懂JS系列(三)之垃圾回收机制,内存泄漏,闭包

写在最前面:这是我写的一个一文搞懂JS系列专题。文章清晰易懂,会将会将关联的只是串联在一起,形成自己独立的知识脉络整个合集读完相信你也一定会有所收获。写作不易,希望您能给我点个赞

合集地址:一文搞懂JS系列专题

概览

  • 食用时间: 6-12分钟
  • 难度: 简单,别跑,看完再走

垃圾回收机制

前面一篇博客主要讲解了内存的分配和使用(栈内存与堆内存,深拷贝与浅拷贝),使用完了以后,当然是要将不使用的内存归还,就像将手机上不使用的软件从后台清除,可以提升手机的运行速度,不然越来越多,迟早会卡, JS 也是一样的。

每隔一段时间, JS垃圾收集器都会对变量进行“巡逻”,就和保安巡逻园区一样,让不相干的人赶紧走。当一个变量不被需要了以后,它就会把这个变量所占用的内存空间所释放,这个过程就叫做垃圾回收

JS 的垃圾回收算法分为两种,引用计数法和标记清除法

  • 引用计数法

引用计数法是最初级的垃圾回收算法,已经被现代浏览器所淘汰了。在学习引用计数法之前,需要首先对引用有一定的概念,你可以认为它就是对当前变量所指向的那块内存地址的描述,有点类似于JS引用数据类型的内存指向的概念,先来看一行代码:

var obj={name:'jack'};
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当我们在给 obj 赋值的同时,其实就创建了一个指向该变量的引用,引用计数为1,在引用计数法的机制下,内存中的每一个值都会对应一个引用计数

而当我们给 obj 赋值为 null时,这个变量就变成了一块没用的内存,那么此时, obj 的引用计数将会变成 0,它将会被垃圾收集器所回收,也就是 obj 所占用的内存空间将会被释放

我们知道,函数作用域的生命周期是很短暂的,在函数执行完毕之后,里面的变量基本是没用的变量了,不清除的后果就是该内存垃圾没有被释放,依然霸占着原有的内存不松手,就会容易引发内存泄漏,先来看一段代码以及运行结果:

function changeName(){
   var obj1={};
   var obj2={};
   
   obj1.target=obj2;
   obj2.target=obj1;
   obj1.age=15;
   console.log(obj1.target);
   console.log(obj2.target);
}

changeName();
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我们可以看到, obj1.targetobj2.target 存在互相引用的情况,因为在改变 obj1.age 的同时,obj1.target.ageobj2.target.age 也同时都被影响到了,它们所指向的引用计数是一致的

在函数执行完毕的时候, obj1obj2 还是活的好好地,因为 obj1.targetobj2.target 的引用计数在执行完毕之后,仍然是 1 ,明明函数执行完毕,但是这种垃圾依然存在,这种函数定义多了,内存泄漏也会是无法避免的

  • 标记清除法

上面的引用计数法的弊端已经很明显了,那么,现在所要说的标记清除法就不存在这样子的问题。因为它采用的判断标准是看这个对象是否可抵达,它主要分为两个阶段,标记阶段清除阶段:

  • 标记阶段

垃圾收集器会从根对象(Window对象)出发,扫描所有可以触及的对象,这就是所谓的可抵达

  • 清除阶段

在扫描的同时,根对象无法触及(不可抵达)的对象,就是被认为不被需要的对象,就会被当成垃圾清除

现在再来看下上面的代码

function changeName(){
  var obj1={};
  var obj2={};
  
  obj1.target=obj2;
  obj2.target=obj1;
  obj1.age=15;
  console.log(obj1.target);
  console.log(obj2.target);
}

changeName();
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在函数执行完毕之后,函数的声明周期结束,那么现在,从 Window对象 出发, obj1obj2 都会被垃圾收集器标记为不可抵达,这样子的情况下,互相引用的情况也会迎刃而解。

内存泄漏

该释放的内存垃圾没有被释放,依然霸占着原有的内存不松手,造成系统内存的浪费,导致性能恶化,系统崩溃等严重后果,这就是所谓的内存泄漏

闭包

  • 定义与特性

闭包是指有权访问另一个函数作用域中的变量的函数。至于为什么有权访问,主要是因为作用域嵌套作用域,也就是所谓的作用域链,关于作用域链不清楚的可以看我的第一篇博客一文搞懂JS系列(一)之编译原理,作用域,作用域链,变量提升,暂时性死区,就是因为作用域链的存在,所以内部函数才可以访问外部函数中定义的变量 ,作用域链是向外不向内的,探出头去,向外查找,而不是看着锅里,所以外部函数是无法访问内部函数定义的变量的。并且,还有一个特性就是将闭包内的变量始终保持在内存中。

前面的作用域向外不向内,这里就不再做过多解释了,我们主要来看我后面说的特性,那就是闭包内的变量始终保存在内存中

来看一下阮一峰教程当中的一个例子

 function f1(){

     var n=999;

     nAdd=function(){n+=1}

     function f2(){
         console.log(n);
     }

     return f2;

 }

 var result=f1();     //等同于return f2();

 result(); // 999

 nAdd();

 result(); // 1000
 nAdd();

 result(); // 1001
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从输出结果就可以看得出来,这个变量 n 就一直保存在内存中,那么,为什么会这样子呢,我们现在就来逐步地分析代码

① 首先 f1() 作为 f2() 的父函数,根据作用域链的规则, nAdd() 方法以及 f2() 方法中可以正常访问到 n 的值

f2() 被赋予了一个全局变量,可能这里大家就会开始产生疑惑了,这个 f2() 不是好好地定义在了 f1() 函数中吗,这不是扯淡吗,那么,先看下面的这句 var result=f1(); ,这个 result 很明显是被赋予了一个全局变量,这应该是没有任何争议的,那么,接着来看这个 f1() ,可以看到最后,是一句 return f2; ,看到这里,想必大家也已经想明白了,这个 f2() 被赋予了一个全局变量

③ 已经明白了上面的这一点以后,根据上面垃圾回收机制所提及到的标记清除法,这个 f2() 始终是可以被根对象 Window 访问到的,所以 f2 将始终存在于内存之中,而 f2 是依赖于 f1 ,因此 f1 也将始终存在于内存当中,那么, n 的值也就自然始终存在于内存当中啦

④ 还有一点需要注意的就是为什么我们可以直接执行 nAdd() ,这是因为在 nAdd() 的前面没有使用 var ,因此 nAdd() 是一个全局函数而不是局部函数

所以,闭包的变量会常驻内存,滥用闭包容易造成内存泄漏,特别是在 IE 浏览器下,2020年了,应该没人使用 IE 了吧(小声bb),解决办法就是在退出函数之前,将不使用的局部变量全部删除,这也是上面讲了垃圾回收机制 => 内存泄漏,再讲到闭包的原因,我会尽量将有关联性的知识点一起讲了,也方便大家学习和加深印象。

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