汇总:JavaScript垃圾收集机制

　　汇总:JavaScript垃圾收集机制

　　JavaScript 具有自动垃圾采集功能，即执行环境负责管理代码执行期间使用的内存。在 C 和 C++ 等语言中，开发人员的一项基本任务是手动跟踪内存使用情况，这是许多问题的根源。在编写 JavaScript 程序时，开发者无需再关心内存使用问题，所需内存的分配和无用内存的回收完全自动管理。这种垃圾回收机制的原理其实很简单：找出不再使用的变量，然后释放它们占用的内存。为此，垃圾采集器会定期（或在代码执行期间的预定采集时间）定期执行此操作。

　　我们来分析一下函数中局部变量的正常生命周期。局部变量仅在函数执行期间存在。在这个过程中，会在栈（或堆）内存上为局部变量分配相应的空间，用于存放它们的值。这些变量然后在函数中使用，直到函数执行结束。此时，局部变量已经没有存在的必要了，所以它们的内存可以释放出来以备后用。在这种情况下，很容易判断该变量是否仍然是必要的；但要在所有情况下得出结论并不是那么容易。垃圾采集器必须跟踪哪些变量有用，哪些变量没用，并标记不再有用的变量，以便将来回收它们占用的内存。

　　4.3.1 标记去除

　　JavaScript 中最常见的垃圾回收形式是标记清除。当一个变量进入环境时（例如，在函数中声明一个变量），它被标记为“进入环境”。从逻辑上讲，进入环境的变量占用的内存永远不会被释放，因为只要执行流进入相应的环境，它们就可能被使用。当变量离开环境时，它被标记为“离开环境”。

　　变量可以用任何方式标记。例如，您可以通过翻转特殊状态来记录变量何时进入环境，或者使用“进入环境”的变量列表和“脱离环境”的变量列表来跟踪哪个变量发生了变化。归根结底，如何标注变量并不重要，关键在于采用的策略。

　　垃圾采集器在运行时会标记所有存储在内存中的变量（当然你可以使用任何标记方法）。然后它剥离环境中的变量和环境中变量引用的变量。之后被标记的变量将被视为要删除的变量，因为环境中的变量无法再访问这些变量。最后，垃圾回收器完成内存清理，销毁那些标记的值，回收它们占用的内存空间。

　　截至 2008 年，IE、Firefox、Opera、Chrome 和 Safari 的 JavaScript 实现都使用标记清除垃圾采集策略（或类似的东西），但间隔不同。

　　4.3.2 引用计数

　　另一种不太常见的垃圾采集策略称为引用计数。引用计数的意义是记录每个值被引用的次数。当一个变量被声明并且引用类型的值赋给该变量时，引用次数为1。如果相同的值赋给另一个变量，则该值的引用计数加1。反之，如果该变量收录对该值的引用取另一个值，该值减1。当对该值的引用数变为0时，意味着没有办法访问该值，因此可以回收其占用的内存空间。这样，下次垃圾采集器运行时，它将释放那些零引用值占用的内存。

　　Netscape Navigator 3.0 是第一个使用引用计数策略的浏览器，但很快就遇到了一个严重的问题：循环引用。循环引用意味着对象 A 收录指向对象 B 的指针，对象 B 也收录对对象 A 的引用。考虑以下示例：

　　函数问题(){

　　var objectA = new Object();

　　var objectB = new Object();

　　objectA.someOtherObject = objectB;

　　对象 B. 另一个对象=对象A；

　　}

　　

　　在此示例中，objectA 和 objectB 通过各自的属性相互引用；也就是说，两个对象的引用计数都是 2。在标记清除实现中，这种交叉引用不是问题，因为两个对象在函数执行后都超出了作用域。但是在使用引用计数策略的实现中，当函数执行时，objectA和objectB会继续存在，因为它们的引用计数永远不会为0。如果重复调用这个函数，大量的内存将得不到回收。为此，Netscape 放弃了 Navigator 4.0 中的引用计数方式，转而采用标记清扫的方式来实现其垃圾回收机制。然而，引用计数带来的麻烦并没有就此结束。

　　我们知道 IE 中的一些对象并不是原生的 JavaScript 对象。例如，其BOM和DOM中的对象使用C++以COM（Component Object Model，组件对象模型）对象的形式实现，COM对象的垃圾回收机制采用引用计数策略。因此，即使IE的JavaScript引擎是使用标记清除策略实现的，JavaScript访问的COM对象仍然是基于引用计数策略的。也就是说，只要在IE中涉及到COM对象，就会出现循环引用的问题。下面是一个简单的示例，演示了使用 COM 对象时的循环引用问题：

　　var 元素 = 文档。getElementById("some_element");

　　var myObject = new Object();

　　我的对象。元素=元素；

　　element.someObject = myObject;

　　此示例在 DOM 元素 (element) 和原生 JavaScript 对象 (myObject) 之间创建循环引用。其中，变量myObject有一个名为element的属性，指向元素对象；并且变量元素还有一个名为 someObject 的属性，它引用回 myObject。因为这个循环引用，即使示例中的 DOM 从页面中移除，它也永远不会被回收。

　　为避免此类循环引用问题，最好在不使用原生 JavaScript 对象时手动断开它们与 DOM 元素的连接。例如，可以使用以下代码消除上一个示例创建的循环引用：

　　我的对象。元素=空；

　　element.someObject = null;

　　将变量设置为 null 意味着切断变量与其先前引用的值之间的连接。下次垃圾采集器运行时，这些值会被移除，它们占用的内存也会被回收。

　　为了解决上述问题，IE9将BOM和DOM对象都转换为真正的JavaScript对象。这样就避免了两种垃圾回收算法并存带来的问题，也消除了常见的内存泄露问题。

　　这些并不是导致循环引用的唯一情况，其他情况将在本书中介绍。

　　4.3.3 性能问题

　　垃圾采集器定期运行，如果为变量分配的内存量很大，则采集工作量可能很大。在这种情况下，确定垃圾回收的时间间隔是一个非常重要的问题。说到垃圾采集器的运行频率，不禁会想到IE臭名昭著的性能问题。IE 的垃圾采集器在内存分配上运行，特别是 256 个变量、4096 个对象（或数组）文字和数组元素（槽）或 64KB 字符串。当达到上述任何阈值时，垃圾采集器将运行。此实现的问题在于，如果脚本中有那么多变量，脚本很可能会在其整个生命周期内保留那么多变量。而且这样一来，垃圾采集器就得经常运行。

　　随着 IE7 的发布，JavaScript 引擎的垃圾采集例程改变了它们的工作方式：触发垃圾采集的变量分配、文字和/或数组元素的阈值被调整为动态更正。IE7中的阈值最初与IE6中的阈值相等。如果垃圾采集例程回收的分配少于 15%，则变量、文字和/或数组元素的阈值加倍。如果例程回收了其内存分配的 85%，则将各种阈值重置为默认值。这个看似简单的调整极大地提高了 IE 在运行收录大量 JavaScript 的页面时的性能。

　　

　　事实上，在某些浏览器中是可以触发垃圾回收过程的，但我们不建议读者这样做。在IE中，调用window.CollectGarbage()方法会立即进行垃圾回收。在 Opera 7 及更高版本中，调用 window.opera.collect() 也会启动垃圾采集例程。

　　4.3.4 管理内存

　　通过使用具有垃圾采集机制的语言编写程序，开发人员通常不必担心内存管理。然而，JavaScript 在内存管理和垃圾回收方面面临的问题有点不同。其中最主要的是分配给 Web 浏览器的可用内存量通常少于分配给桌面应用程序的可用内存量。这样做的目的主要是出于安全考虑，目的是为了防止运行JavaScript的网页耗尽系统内存，导致系统崩溃。内存限制问题不仅会影响内存分配给变量，还会影响调用堆栈和线程中可以同时执行的语句数。

　　因此，确保使用最少的内存量可以提高页面的性能。优化内存使用的最佳方法是保存执行代码所需的数据。一旦数据不再有用，最好通过将其值设置为 null 来释放其引用——这种做法称为取消引用。这种做法适用于大多数全局变量和全局对象的属性。局部变量在离开执行环境时会自动取消引用，如以下示例所示：

　　函数 createPerson(名称){

　　var localPerson = new Object();

　　localPerson.name = 姓名；

　　返回本地人；

　　}

　　var globalPerson = createPerson("Nicholas");

　　// 手动解引用 globalPerson

　　globalPerson = null;

　　在此示例中，变量 globalPerson 获取 createPerson() 函数返回的值。在 createPerson() 函数中，我们创建一个对象并将其赋值给局部变量 localPerson，然后为该对象添加一个名为 name 的属性。最后，当这个函数被调用时，localPerson 作为函数值被返回并赋值给全局变量 globalPerson。由于 localPerson 在 createPerson() 函数完成后离开了它的执行环境，我们不需要显式地取消引用它。但是对于全局变量globalPerson，我们需要在不用的时候手动解引用，这就是上例最后一行代码的目的。

　　但是，取消引用一个值并不会自动回收该值占用的内存。取消引用的真正作用是从执行环境中获取值，以便下次垃圾采集器运行时可以回收它。

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