垃圾回收

狐篱
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垃圾回收

内存空间

JavaScript 的执行过程中，有三种类型的内存空间

  • 代码空间：存放可执行代码
  • 栈空间：一块连续的内存区域，容量较小，读取速度快，被设计成先进后出结构，即 JavaScript 的调用栈，用来存储执行上下文和存储在执行上下文中的小数据
    • 创建执行上下文的过程：
      • 1.创建环境变量和词法环境
      • 2.建立作用域链
      • 3.初始化变量和函数的声明（仅 var 变量，let 和 const 声明的变量不会在创建阶段被初始化）
      • 4.代码执行
  • 堆空间：不连续的内存区域，容量较大，用于存储大数据，读取较慢

闭包

调用一个外部函数返回一个内部函数后，即使该外部函数一句执行结束了，内部函数引用外部函数的变量依然保存在内存中，这些变量的集合称为闭包（Closure(fn) 可以在 debugger 页面看到）

而且，任意外部函数 fn 产生的闭包 Closure(fn) ，其所有内部函数都会拥有一个执行这个闭包的引用，所有内部函数共享同一个闭包，下面例子测试后可以看到，add 函数执行时，能在开发中工具中看到闭包 Closure(outter) 中看到 count 和 obj1

<script>
  function outter() {
    const obj1 = { a: 1 };
    let count = 1;

    function add() {
      debugger;
      return count++;
    }
    function inc() {
      debugger;
      return (count = count - obj1.a);
    }
    return { add, inc };
  }
  const { add, inc } = outter();
  add();
  inc();
  console.log(add());
</script>

内存生命周期

所有编程语言内存的生命周期都是差不多的：申请内存 --- 使用内存（读写） --- 释放或归还内存

C/C++ 等底层语言，使用者需要手动申请内存空间，使用完毕再释放内存

现代的编程语言类似 JavaScript 则会自动进行这些流程

64 位系统上的 chrome 浏览器单个 tab 的内存上限为 1.4GB 左右，32 位系统为 512MB （1GB = 1B * 1024 * 1024 大概 100 万字节）

JS 中的变量存储和垃圾回收

原始类型直接存储在 栈内存（Stack） 中，引用类型存储在 堆内存（Heap） 中

:::warn 如果字符串长度非常大，也会直接存放在堆内存中，栈内存大小有限，同理 [-2^31 到 2^31 - 1 的整数] 之外的数字也是存放在堆内存中，那 bigInt 呢？固定的 undefined / null / true / false 呢？是按照调试结果来还是按照源码来？ :::

闭包中的变量也存储在堆内存中 （其中的非引用类型，在执行栈栈出上下文时，怎么存放到堆中，这个从栈移动到堆的过程） 全局作用域的变量存储在全局对象上（全局对象存储在哪里？答：一直存在内存中，直到页面关闭，刷新页面也不会释放，比如 window global ，存放在堆内存）

函数执行完毕，该函数执行上下文从栈中弹出，存储在执行上下文中的变量立即被回收掉，此时原始类型都被销毁回收，但是引用类型销毁掉只是变量对堆内存地址的引用，引用对象本身还在堆内存中，此时就需要堆内存垃圾回收机制了

存放在栈中还是堆中都是由 js 引擎处理的

代际假说：认为大部分新对象生存时间比较短，在一次垃圾回收周期内被回收

基于此，V8 将堆内存分为新生代和老生代，新生代又分为 Nursery（from） 和 Intermediate（to） 两个区域 新对象存放在 Nursery 区域，经过一次垃圾回收，存放的对象被复制到 Intermediate 区域，经过两次垃圾回收

主垃圾回收器 Major GC

  • 识别活动对象 marking

通常是从一个根对象进行递归遍历，所有遍历到的对象都是可达的，为活动对象，没有遍历到的对象为非活动对象，需要进行回收

  • 回收或重用垃圾对象内存 sweeping

GC 会维护一个 freeList 对象，将非活动对象占用的内存片段地址添加到 freeList ，有新对象申请内存时 freeList 中有合适大小的内存块，会优先分配给新对象

  • 整理碎片内存 defragment

内存经过垃圾回收之后，活动对象将内存分割的很零碎，这个时候会进行整理，把活动对象复制到相同连续的区域内

副垃圾回收器

  • 标记

  • 复制

  • 更新指针

  • 切换角色

新生代将内存分为 from space（Nursery）和 to space（Intermediate），当有新对象申请内存时，会分配 from space 区域中的地址 给活动对象标记，然后复制到 to space，更新指针引用地址，然后切换 from 和 to 角色，存活两次的对象会被复制到老生代区域

  • 并行：主线程进行垃圾回收任务时，开几个辅助线程同时进行，大大减少主线程全停顿时间

  • 增量：将主线程垃圾回收任务拆分成多个小任务，与 js 交替执行，给了 js 相应高优任务的时间，避免卡顿

  • 并发：主线程专注执行 js，开启辅助线程进行垃圾回收，没有全停顿

如何减少 GC 的工作负担

  • 避免使用全局变量：全局变量会一致存在于内存中，直到页面关闭

  • 避免循环引用：对象之间循环引用，即使没有其他引用指向他们，垃圾回收器也无法回收

  • 避免频繁的大内存分配：频繁创建大内存对象会增加 GC 的负担，尽量重用

  • 对于不再使用的对象，可以手动清除（存疑）

  • 事件监听器及时移除（也可以避免意料之外的触发）

  • 使用对象池，如果需要频繁创建和销毁，比如以前的 React 事件池

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