垃圾收集 - Javascript 筆記

概述

Javascript 具備自動垃圾收集機制。即，執行環境會負責管理代碼執行過程當中使用的內存。

標記清除

JavaScript 中最經常使用的垃圾收集方式是標記清除（mark-and-sweep）。當變量進入環境（例如，在函數中聲明一個變量）時，就將這個變量標記爲「進入環境」。而當變量離開環境時，則將其標記爲「離開環境」。

可使用任何方式來標記變量。好比，能夠經過翻轉某個特殊的位來記錄一個變量什麼時候進入環境，或者使用一個「進入環境」的變量列表及一個「離開環境」的變量列表來跟蹤哪一個變量發生了變化。

垃圾收集器在運行的時候會給存儲在內存中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它們所佔用的內存空間。

引用計數

另外一種不太常見的垃圾收集策略叫作引用計數（reference counting）。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一個引用類型值賦給該變量時，則這個值的引用次數就是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得了另外一個值，則這個值的引用次數減小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零的值所佔用的內存。

使用引用計數會遇到一個嚴重的問題：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的引用。以下例子：

function problem(){
  var objectA = new Object();
  var objectB = new Object();
  objA.someOtherObject = objectB;
  objB.anotherObject = objectA;
  // 計入這個函數被重複屢次調用，就會致使大量內存得不到回收。
}
複製代碼

在這個例子中，objectA 和 objectB 經過各自屬性相互引用，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，因爲函數執行以後，這兩個對象都離開了做用域，所以這種相互引用不是問題。但在採起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會是0。假如這個函數被重複屢次調用，就會致使大量內存得不到回收。

性能問題

垃圾收集器是週期性運行的，若是爲變量分配的內存數量不少，那麼回收工做量也是至關大的。在這種狀況下，肯定垃圾收集的時間間隔是一個很是重要的問題。說到垃圾收集器多長時間運行一次，不由讓人聯想到IE所以而聲名狼藉的性能問題。 IE的垃圾收集器是根據內存分配量運行的，具體來講就是256個變量、4096個對象（或數組）字面量、數組元素（slot）、64KB的字符串。一旦達到臨界值，垃圾收集器就會運行。這種實現方式的問題在於，若一個腳本中保存那麼多變量，那麼該腳本極可能會在其生命週期中一直保有這麼多的變量。而這樣一來，垃圾收集器就不得不頻繁地運行。結果，由此引起的嚴重性能問題促使IE7重寫了其垃圾收集例程。

隨着 IE7 的發佈，其 javascript 引擎的垃圾收集例程改變了工做方式：觸發垃圾收集的變量分配、字面量、數組元素的臨界值被調整爲動態修正。IE7 中的各項目臨界值在初始化與 IE6 相等。若是垃圾收集例程回收的內存分配量低於15%，則變量、字面量、數組元素的臨界值就會放大。若是例程回收了85%的內存分配量，則將各類臨界值重置會默認值。這一看似簡單的調整，極大地提高了 IE 在運行包含大量 javaScript 的頁面時的性能。

管理內存

使用具有垃圾收集機制的語言編寫程序，開發者通常沒必要操心內存管理問題。可是JavaScript 在進行內存管理及垃圾收集時面臨的問題仍是有點兒不同凡響。其中最主要的一個問題是分配給 web 瀏覽器的可用內存數量一般要比分配給桌面應用程序少。這樣的目的主要是處於安全性考慮，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。內存限制問題不會影響給代碼分配內存，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，確保佔用最少的內存可以讓頁面得到更好的性能。而優化佔用的最佳方式，就是執行中的代碼只保存必要的數據。一旦數據再也不有用，最好經過將其值設置爲 null 來釋放掉引用 -- 解除引用（dereferencing）。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。以下例子：

function createPerson(name){
  var localPerson = new Object();
  localPerson.name = name;
  return localPerson;
}

var globalPerson = createPerson('Nicholas');

// 手工解除globalPerson的引用
globalPerson = null;
複製代碼

在這個例子中，變量 globalPerson 得到了 createPerson() 函數的返回值。在 createPerson() 函數內部，建立了一個對象並將其賦給局部變量 localPerson，而後又爲該對象添加了一個名爲 name 的屬性。最後，當調用這函數時，localPerson 以函數值的形式返回並賦給全局變量 globalPerson。因爲 localPerson 在 createPerson() 函數執行完畢後就離開了其執行環境，所以無需咱們顯式地去爲它解除引用。可是對於全局變量 globalPerson 而言，則須要咱們在不使用它的時候手工爲它解除引用。

不過，解除一個值的引用並不意味着自動回收該值所佔用的內存，解除引用的真正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。