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JavaScript性能优化笔记

内容概要

内存管理

介绍

  • 内存:由可读写单元组成,表示一片可操作空间
  • 管理:人为的去操作一片空间的申请、使用和释放
  • 内存管理:开发者主动申请空间、使用空间、释放空间
  • 管理流程:申请-使用-释放

javascript中的内存管理

  • 申请内存空间
  • 使用内存空间
  • 释放内存空间

javascript中的垃圾

  • javascript中内存管理是自动的
  • 对象不再被引用时是垃圾
  • 对象不能从根上访问到时是垃圾

javascript中的可达对象

  • 可以访问到的对象就是可达对象(引用、作用域链)
  • 可达的标准就是从根出发是否能够被找到
  • javascript中的根就可以理解为是全局变量对象

垃圾回收与常见GC算法

GC定义与作用

  • GC就是垃圾回收机制的简写
  • GC可以找到内存中垃圾、并释放和回收空间

GC里的垃圾是什么

  • 程序中不再需要使用的对象
  • 程序中不能再访问到的对象

GC算法是什么

  • GC是一种机制,垃圾回收器完成具体的工作
  • 工作的内容就是查找垃圾释放空间、回收空间
  • 算法就是工作时查找和回收所遵循的规则

常见GC算法

  • 引用计数
  • 标记清除
  • 标记整理
  • 分代回收

引用计数算法

  • 核心思想:设置引用数,判断当前引用数是否为0
  • 引用计数器
  • 引用关系改变时修改引用数字
  • 引用数字为0 时立即回收

引用计算算法的优点

  • 发现垃圾时立即回收
  • 最大限度减少程序暂停,减少程序卡顿时间

引用计算算法缺点

  • 无法回收循环引用的对象
  • 时间开销大,资源消耗大

标记清除算法

  • 核心思想:分标记和清除二个阶段完成
  • 遍历所有对象找标记活动对象
  • 遍历所有对象清除没有标记对象
  • 回收相应的控件

标记清除算法优点

  • 可以回收循环引用的对象:相对于引用技术而言,我们可以解决循环引用不能回收的问题

标记清除算法优点

  • 容易产生碎片化空间,浪费空间:相对于垃圾回收,会产生一个空间碎片化的问题,不能让空间得到最大化的使用
  • 不会立即回收垃圾对象

标记整理算法原理

  • 标记整理可以看做是标记清除的增强
  • 标记阶段的操作和标记清除一致
  • 清除阶段会先执行整理,移动对象位置

标记整理优点

  • 减少碎片化空间

标记整理缺点

  • 不会立即回收垃圾对象

常见GC算法

  • 引用计数
  • 标记清除
  • 标记整理

V8引擎的垃圾回收

认识V8

  • V8是一款主流的JavaScript执行引擎
  • V8采用即时编译
  • V8内存设置上限
    • 64位不超过1.5G,32位不超过800M

V8垃圾回收策略

  • 采用分代回收的思想
  • 内存分为新生代、老生代
  • 针对不同对象采用不同算法

V8中常用的GC算法

  • 分代回收
  • 空间复制
  • 标记清除
  • 标记整理
  • 标记增量

V8内存分配

  • V8内存空间一分为二
  • 小空间用于存储新生代对象(32M | 16M)
  • 新生代指的是存活时间较短的对象

新生代对象回收实现

  • 回收过程采用复制算法+标记整理
  • 新生代内存区分为二个大小空间
  • 使用空间为From,空闲空间为To
  • 活动对象存储于From空间
  • 标记整理后将活动对象拷贝至To
  • From与To交换空间完成释放

回收细节说明

  • 拷贝过程中可能出现晋升
  • 晋升就是将新生代对象移动至老生代
  • 一轮GC还存活的新生代需要晋升
  • To空间的使用率超过了25%

老生代对象说明

  • 老生代对象存放在右侧老生代区域
  • 64位操作系统1.4G,32操作系统700M
  • 老生代对象就是指存活时间较长的对象

老年代对象回收实现

  • 主要采用标记清除、标记整理、增量标记算法
  • 首先使用标记清除完成垃圾空间的回收
  • 采用标记整理进行空间优化
  • 采用增量标记进行效率提升

细节对比

  • 新生代区域垃圾回收使用空间换时间
  • 老生代区域垃圾回收不适合复制算法

V8总结

  • V8是一款主流的JavaScript执行引擎
  • V8内存设置上限
  • V8采用基于分代回收思想实现垃圾回收
  • V8内存分为新生代和老生代
  • V8垃圾回收常见的GC算法

Performance工具

为什么使用Performance

  • GC的目的是为了实现内存空间的良性循环
  • 良性循环的基石是合理使用
  • 时刻关注才能确定是否合理
  • Performance提供多种监控方式

Performance使用步骤

  • 打开浏览器输入目标网址
  • 进入开发人员工具面板,选择性能
  • 开启录制功能,访问具体界面
  • 执行用户行为,一段时间后停止录制
  • 分析界面中记录的内存信息

内存问题的外在表现

  • 页面出现延迟加载或经常性暂停
  • 页面持续性出现糟糕的性能
  • 页面的性能随时间延长越来越差

界定内存问题的标准

  • 内存泄露:内存使用持续升高
  • 内存膨胀:在多数设备上都存在性能问题
  • 频繁垃圾回收:通过内存变化图进行分析

监控内存的几种方式

  • 浏览器任务管理器
  • Timeline时序图记录
  • 堆快照查找分离DOM
  • 判断是否存在频繁的垃圾回收

任务管理器监控内存

  • Shift + Esc (JavaScript内存小括号内的数值是否一直上升)

Timeline记录内存

  • Performance的JS堆-蓝色线条

什么是分离DOM

  • 界面元素存活在DOM树上
  • 垃圾对象时的DOM节点(脱离并不再引用)
  • 分离状态的DOM节点(脱离有引用)

堆快照查找分离DOM

  • 浏览器开发工具-内存-获取快照-在class filter中输入deta

为什么确定频繁垃圾回收

  • GC工作时应用程序是停止的
  • 频繁且过长的GC会导致应用假死
  • 用户使用中感知应用卡顿

确定频繁的垃圾回收

  • Timeline中频繁的上升下降
  • 任务管理器中数据频繁的增加减小

Performance使用

  • Performance使用流程
  • 内存问题的相关分析
  • Performance时序图监控内存变化
  • 任务管理器监控内存变化
  • 堆快照查找分离DOM

代码优化实例

如何精准测试JavaScript性能

  • 本质上就是采集大量的执行样本进行数学统计和分析
  • 使用基于 Benchmark.js 的 (jsperf.com/) 完成

Jsperf使用流程

  • 使用GitHub账号登录
  • 填写个人信息(非必须)
  • 填写详细的测试用例信息(title、slug)
  • 填写准备代码(DOM操作时经常使用)
  • 填写必要有 setup 与 teardown 代码
  • 填写测试代码片段

为什么要慎用全局变量

  • 全局变量定义在全局执行上下文,是所有作用域链的顶端
  • 全局执行上下文一直存在于上下文执行栈,直到程序退出
  • 如果某个局部作用域出现了同名变量则会遮蔽或污染全局

将使用中无法避免的全局变量缓存到局部 在原型对象上新增实例对象需要的方法

闭包特点

  • 外部具有指向内部的引用
  • 在“外”部作用域访问“内”部作用域的数据

关于闭包

  • 闭包是一种强大的语法
  • 闭包使用不当很容易出现内存泄露
  • 不要为了闭包而闭包

JavaScript中的面向对象

  • js不需要属性的访问方法,所有属性都是外部可见的
  • 使用属性访问方法只会增加一层重定义,没有访问的控制力

for循环优化

  • length要定义一下

采用最优循环方式

  • forEach优于定义len优于for in

节点的添加操作必然会有回流和重绘

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