垃圾收集機制

1、垃圾收集原理與意義

       在C和C++之類的語言中，開發人員的一項基本任務就是手動跟蹤內存的使用狀況，這是形成不少問題的根源。Javascript具備垃圾收集機制，也就是說，執行環境會負責管理代碼執行過程當中使用的內存。在編寫JavaScript程序時，開發人員再也不關心內存使用問題，所需內存的分配以及無用內存的回收徹底實現了自動管理。這種垃圾收集機制的原理很簡單：找出那些再也不繼續使用的變量，而後釋放其佔用的內存。爲此，垃圾收集器會按照固定時間間隔（或代碼執行中預約的收集時間），週期性地執行這一操做。

        局部變量只在函數執行過程當中存在。而在這個過程當中，會爲局部變量在棧（或堆）內存上分配相應的空間，以便存儲它們的值。而後在函數中使用這些變量，直至函數執行結束。此時，局部變量就沒有存在的必要了，所以能夠釋放他們的內存以供未來使用。在這種狀況下，很容易判斷變量是否還有存在的必要；但並不是全部狀況下就這麼容易得出結論。垃圾收集器必須跟蹤哪一個變量有用哪一個變量沒用，對於再也不有用的對象打上標記，以備未來回收其佔用的內存。

2、垃圾收集策略

        如今各大瀏覽器一般採用的垃圾回收策略有兩種：標記清除和引用計數。

1. 標記清除

        JavaScript最經常使用的垃圾收集方式就是標記清除（mark-and-sweep）。當變量進入環境時，就將該變量標記爲"進入環境"。從邏輯上講，永遠不能釋放進入環境的變量所佔用的內存，由於只要執行流進入到相應的環境，就可能會用到它們。而當變量離開環境時，則將其標記爲」離開環境「。

        垃圾收集器在運行的時候會給存儲在內存上的全部變量都加上標記。而後，它會去掉環境中的變量以及被環境中的變量引用的變量的標記。而在此以後再被加上標記的變量將被視爲準備刪除的變量，緣由是環境中的變量已經沒法訪問到這些變量了。最後，垃圾收集器完成內存清除工做，銷燬那些帶標記的值並回收他們所佔用的內存空間。

2. 引用計數

       這一種垃圾收集策略不太經常使用，緣由在於很容易形成嚴重的問題：循環引用。引用計數的含義是跟蹤記錄每一個值被引用的次數。當聲明瞭一個變量並將引用類型值賦給該變量時，則這個值得引用次數就是1。若是同一個值又被賦給另外一個變量，則該值的引用次數加1。相反若是包含對這個值引用的變量又取到了另一個值，則這個值的引用次數減1。當這個值的引用次數變成0時，則說明沒有辦法再訪問這個值了，於是就能夠將其佔用的內存空間回收回來。這樣當垃圾收集器下次再運行時，它就會釋放那些引用次數爲0的值所佔用的內存。

       引用計數所帶來的嚴重問題是循環引用。循環引用指的是對象A中包含一個指向對象B的指針，而對象B中也包含一個指向對象A的指針；使得引用次數永遠不會變成零，不能被垃圾收集器收集，釋放其所佔用的內存。

function problem() {
    var objectA = new Object();
    var objectB = new Object();
    
    objectA.someOtherObject = objectB;
    objectB.anotherObject = objectA;
}

       在上面的例子中，objectA和objectB經過各自的屬性相互引用；也就是說，這兩個對象的引用次數都是2。在採用標記清除策略的實現中，因爲函數執行後，這兩個對象都離開了做用域，所以這種相互引用不是個問題。但在採用引用計數策略的實現中，當函數執行完畢後，objectA和objectB還將繼續存在，由於它們的引用次數永遠不是0。假如這個函數被重複屢次調用，就會致使大量的內存得不到回收。

       在IE9以前版本中，有一部分對象並非原生的Javascript對象。例如，其BOM和DOM中的對象就是使用C++以COM對象的形式實現的，而COM對象的垃圾收集機制採用的就是引用計數策略。所以，即便IE的Javascrip引擎是使用標記清除策略實現的，但Javascript訪問的COM對象依然是基於引用計數策略的。

var element = document.getElementById("some_element");
var myObj =new Object();
myObj.element = element;
element.someObject = myObj;

      上面這個例子中，在一個DOM元素(element)與一個原生JavaScript對象(myObj)之間創建了循環引用。其中，變量myObj有一個名爲element的屬性指向element；而變量element有一個名爲someObject的屬性回指到myObj。因爲循環引用，即便將例子中的DOM從頁面中移除，內存也永遠不會回收 。

       爲避免這類問題，最好在不使用它們的時候手工斷開原生Javascript與DOM元素之間的鏈接：

myObject.element = null;
element.someObject = null;

       將變量設爲null意味着切斷變量與它以前引用的值之間的鏈接。當垃圾收集器下次運行的時候，就會刪除這些值並回收它們所佔用的內存。IE9+把BOM和DOM對象都轉換成了真正的Javascript對象。這樣就消除了常見的內存泄露現象。

3、管理內存

       1. 觸發垃圾收集

        IE的垃圾收集是根據內存分配量進行的，具體就是256個變量、4096個對象（或數組）字面量和數組元素（slot）或則64KB的字符串。達到上述的任何一個臨界值，垃圾收集器就會運行。這種實現方式的問題在於，若是一個腳本中包含那麼多變量，那麼該腳本極可能會在其生命週期中一直保存着那麼多的變量。而這樣一來，垃圾收集器就不得不頻繁地運行，形成嚴重的性能問題。IE7以後，其Javascript引擎改變了其垃圾收集例程：觸發垃圾收集的變量分配、字面量和數組元素的臨界值被調整爲動態修正。IE7的各項臨界初始值和IE6相同，若是垃圾收集例程回收的內存分配量低於15%，這時候把臨界條件（變量、字面量、數組元素）加倍，若是例程回收了85%的內存分配量，則將各類臨界值重置回默認值。

       2. 管理內存

       Javascript在進行內存管理時最主要的問題就是分配給Web瀏覽器的可用內存量一般要比分配給桌面應的少。這樣作的目的是出於安全方面的考慮，目的是防止運行Javascript的網頁耗盡所有系統內存而致使系統崩潰。內存限制問題不只會影響給變量分配的內存，同時還會影響調用棧以及在一個線程中可以同時執行的語句數量。

        所以，確保佔有最少的內存可讓頁面得到更好的性能。而優化內存佔用的最佳方式，就是爲執行中的代碼只保留必要的數據。一旦數據再也不有用，最好經過將其值設置爲null來解除其引用。這一作法適用於大多數全局變量和全局對象的屬性。局部變量會在它們離開執行環境時自動被解除引用。

function createPerson(name) {
    var localPerson = new Object();
    localPerson.name = name;
    return localPerson;
}
var globalPerson = createPerson("Nicholas");
globalPerson = null;

       在這個例子中，因爲localPerson在createPerson()函數執行完畢後就離開了其執行環境，所以無需顯示地爲它解除引用。但對於全局變量globalPerson，則須要咱們在不使用它的時候手工爲它解除引用。不過，解除一個值得引用並不意味着自動回收該值所佔用的內存。解除引用真正的做用是讓值脫離執行環境，以便垃圾收集器下次運行時將其回收。

4、減小垃圾收集

       1. 對象object優化       

        爲了最大限度的實現對象的重用，應該像避免使用new語句同樣避免使用{}來新建對象。

　　{「foo」:」bar」}這種方式新建的帶屬性的對象，經常做爲方法的返回值來使用，但是這將會致使過多的內存建立，所以最好的解決辦法是：每一次函數調用完成以後，將須要返回的數據放入一個全局的對象中，並返回此全局對象。若是使用這種方式，就意味着每一次方法調用都會致使全局對象內容的修改，這有可能會致使錯誤的發生。所以，必定要對此全局對象的使用進行詳細的註釋和說明。

　　有一種方式可以保證對象（確保對象prototype上沒有屬性）的重複利用，那就是遍歷此對象的全部屬性，並逐個刪除，最終將對象清理爲一個空對象。

　　cr.wipe(obj)方法就是爲此功能而生，代碼以下：

cr.wipe = function (obj) {
    for (var p in obj) {
         if (obj.hasOwnProperty(p))
            delete obj[p];
    }
};   

        有些時候，你可使用cr.wipe(obj)方法清理對象，再爲obj添加新的屬性，就能夠達到重複利用對象的目的。雖然經過清空一個對象來獲取「新對象」的作法，比簡單的經過{}來建立對象要耗時一些，可是在實時性要求很高的代碼中，這一點短暫的時間消耗，將會有效的減小垃圾堆積，而且最終避免垃圾回收暫停，這是很是值得的！

        2. 數組優化

        將[]賦值給一個數組對象，是清空數組的捷徑（例如： arr = [];），可是須要注意的是，這種方式又建立了一個新的空對象，而且將原來的數組對象變成了一小片內存垃圾！實際上，將數組長度賦值爲0（arr.length = 0）也能達到清空數組的目的，而且同時能實現數組重用，減小內存垃圾的產生。

        3. function優化

        方法通常都是在初始化的時候建立，而且此後不多在運行時進行動態內存分配，這就使得致使內存垃圾產生的方法，找起來就不是那麼容易了。可是從另外一角度來講，這更便於咱們尋找了，由於只要是動態建立方法的地方，就有可能產生內存垃圾。例如：將方法做爲返回值，就是一個動態建立方法的實例。

setTimeout(
    (function(self) {                    
      return function () {
              self.tick();
    };
})(this), 100)

每過100毫秒調用一次this.tick()，看似沒什麼問題，可是仔細一琢磨，每一次調用都返回了一個新的方法對象，這就致使了大量的方法對象垃圾！

　　爲了解決這個問題，能夠將做爲返回值的方法保存起來，例如：

this.tickFunc = (
    function(self) {
      return function() {
                self.tick();
      };
    }
)(this);
setTimeout(this.tickFunc, 100);

 

參考：

Javascript高級程序設計

https://www.cnblogs.com/zhwl/p/4664604.html