摘要:介绍浏览器的具有自动垃圾回收机制,也就是说,执行环境会负责管理代码执行过程中使用的内存。中的内存泄漏问题程序的内存溢出后,会使某一段函数体永远失效取决于当时的代码运行到哪一个函数,通常表现为程序突然卡死或程序出现异常。
1. 介绍
浏览器的 Javascript 具有自动垃圾回收机制(GC:Garbage Collecation),也就是说,执行环境会负责管理代码执行过程中使用的内存。其原理是:垃圾收集器会定期(周期性)找出那些不在继续使用的变量,然后释放其内存。但是这个过程不是实时的,因为其开销比较大并且GC时停止响应其他操作,所以垃圾回收器会按照固定的时间间隔周期性的执行。
不再使用的变量也就是生命周期结束的变量,当然只可能是局部变量,全局变量的生命周期直至浏览器卸载页面才会结束。局部变量只在函数的执行过程中存在,而在这个过程中会为局部变量在栈或堆上分配相应的空间,以存储它们的值,然后在函数中使用这些变量,直至函数结束,而闭包中由于内部函数的原因,外部函数并不能算是结束。
还是上代码说明吧:
function fn1() { var obj = {name: "hanzichi", age: 10}; } function fn2() { var obj = {name:"hanzichi", age: 10}; return obj; } var a = fn1(); var b = fn2();
我们来看代码是如何执行的。首先定义了两个function,分别叫做fn1和fn2,当fn1被调用时,进入fn1的环境,会开辟一块内存存放对象{name: "hanzichi", age: 10},而当调用结束后,出了fn1的环境,那么该块内存会被js引擎中的垃圾回收器自动释放;在fn2被调用的过程中,返回的对象被全局变量b所指向,所以该块内存并不会被释放。
这里问题就出现了:到底哪个变量是没有用的?所以垃圾收集器必须跟踪到底哪个变量没用,对于不再有用的变量打上标记,以备将来收回其内存。用于标记的无用变量的策略可能因实现而有所区别,通常情况下有两种实现方式:标记清除和引用计数。引用计数不太常用,标记清除较为常用。
2. 标记清除js中最常用的垃圾回收方式就是标记清除。当变量进入环境时,例如,在函数中声明一个变量,就将这个变量标记为“进入环境”。从逻辑上讲,永远不能释放进入环境的变量所占用的内存,因为只要执行流进入相应的环境,就可能会用到它们。而当变量离开环境时,则将其标记为“离开环境”。
function test(){ var a = 10 ; //被标记 ,进入环境 var b = 20 ; //被标记 ,进入环境 } test(); //执行完毕 之后 a、b又被标离开环境,被回收。
垃圾回收器在运行的时候会给存储在内存中的所有变量都加上标记(当然,可以使用任何标记方式)。然后,它会去掉环境中的变量以及被环境中的变量引用的变量的标记(闭包)。而在此之后再被加上标记的变量将被视为准备删除的变量,原因是环境中的变量已经无法访问到这些变量了。最后,垃圾回收器完成内存清除工作,销毁那些带标记的值并回收它们所占用的内存空间。
到目前为止,IE9+、Firefox、Opera、Chrome、Safari的js实现使用的都是标记清除的垃圾回收策略或类似的策略,只不过垃圾收集的时间间隔互不相同。
引用计数的含义是跟踪记录每个值被引用的次数。当声明了一个变量并将一个引用类型值赋给该变量时,则这个值的引用次数就是1。如果同一个值又被赋给另一个变量,则该值的引用次数加1。相反,如果包含对这个值引用的变量又取得了另外一个值,则这个值的引用次数减1。当这个值的引用次数变成0时,则说明没有办法再访问这个值了,因而就可以将其占用的内存空间回收回来。这样,当垃圾回收器下次再运行时,它就会释放那些引用次数为0的值所占用的内存。
function test(){ var a = {} ; //a的引用次数为0 var b = a ; //a的引用次数加1,为1 var c =a; //a的引用次数再加1,为2 var b ={}; //a的引用次数减1,为1 }
Netscape Navigator3是最早使用引用计数策略的浏览器,但很快它就遇到一个严重的问题:循环引用。循环引用指的是对象A中包含一个指向对象B的指针,而对象B中也包含一个指向对象A的引用。
function fn() { var a = {}; var b = {}; a.pro = b; b.pro = a; } fn();
以上代码a和b的引用次数都是2,fn()执行完毕后,两个对象都已经离开环境,在标记清除方式下是没有问题的,但是在引用计数策略下,因为a和b的引用次数不为0,所以不会被垃圾回收器回收内存,如果fn函数被大量调用,就会造成内存泄露。在IE7与IE8上,内存直线上升。
我们知道,IE中有一部分对象并不是原生js对象。例如,其内存泄露DOM和BOM中的对象就是使用C++以COM对象的形式实现的,而COM对象的垃圾回收机制采用的就是引用计数策略。因此,即使IE的js引擎采用标记清除策略来实现,但js访问的COM对象依然是基于引用计数策略的。换句话说,只要在IE中涉及COM对象,就会存在循环引用的问题。
var element = document.getElementById("some_element"); var myObject = new Object(); myObject.e = element; element.o = myObject;
这个例子在一个DOM元素(element)与一个原生js对象(myObject)之间创建了循环引用。其中,变量myObject有一个属性e指向element对象;而变量element也有一个属性o回指myObject。由于存在这个循环引用,即使例子中的DOM从页面中移除,它也永远不会被回收。
举个栗子:
黄色是指直接被 js变量所引用,在内存里
红色是指间接被 js变量所引用,如上图,refB 被 refA 间接引用,导致即使 refB 变量被清空,也是不会被回收的
子元素 refB 由于 parentNode 的间接引用,只要它不被删除,它所有的父元素(图中红色部分)都不会被删除
另一个例子:
window.onload=function outerFunction(){ var obj = document.getElementById("element"); obj.onclick=function innerFunction(){}; };
这段代码看起来没什么问题,但是obj引用了document.getElementById("element"),而document.getElementById("element")的onclick方法会引用外部环境中的变量,自然也包括obj,是不是很隐蔽啊。(在比较新的浏览器中在移除Node的时候已经会移除其上的event了,但是在老的浏览器,特别是ie上会有这个bug)
解决办法:
最简单的方式就是自己手工解除循环引用,比如刚才的函数可以这样
myObject.element = null; element.o = null; window.onload=function outerFunction(){ var obj = document.getElementById("element"); obj.onclick=function innerFunction(){}; obj=null; };
将变量设置为null意味着切断变量与它此前引用的值之间的连接。当垃圾回收器下次运行时,就会删除这些值并回收它们占用的内存。
要注意的是,IE9+并不存在循环引用导致Dom内存泄露问题,可能是微软做了优化,或者Dom的回收方式已经改变
4. 内存管理 4.1 什么时候触发垃圾回收?垃圾回收器周期性运行,如果分配的内存非常多,那么回收工作也会很艰巨,确定垃圾回收时间间隔就变成了一个值得思考的问题。IE6的垃圾回收是根据内存分配量运行的,当环境中存在256个变量、4096个对象、64k的字符串任意一种情况的时候就会触发垃圾回收器工作,看起来很科学,不用按一段时间就调用一次,有时候会没必要,这样按需调用不是很好吗?但是如果环境中就是有这么多变量等一直存在,现在脚本如此复杂,很正常,那么结果就是垃圾回收器一直在工作,这样浏览器就没法儿玩儿了。
微软在IE7中做了调整,触发条件不再是固定的,而是动态修改的,初始值和IE6相同,如果垃圾回收器回收的内存分配量低于程序占用内存的15%,说明大部分内存不可被回收,设的垃圾回收触发条件过于敏感,这时候把临街条件翻倍,如果回收的内存高于85%,说明大部分内存早就该清理了,这时候把触发条件置回。这样就使垃圾回收工作职能了很多
4.2 合理的GC方案 1. 基础方案Javascript引擎基础GC方案是(simple GC):mark and sweep(标记清除),即:
遍历所有可访问的对象。
回收已不可访问的对象。
2. GC的缺陷和其他语言一样,javascript的GC策略也无法避免一个问题:GC时,停止响应其他操作,这是为了安全考虑。而Javascript的GC在100ms甚至以上,对一般的应用还好,但对于JS游戏,动画对连贯性要求比较高的应用,就麻烦了。这就是新引擎需要优化的点:避免GC造成的长时间停止响应。
3. GC优化策略David大叔主要介绍了2个优化方案,而这也是最主要的2个优化方案了:
分代回收(Generation GC)
这个和Java回收策略思想是一致的,也是V8所主要采用的。目的是通过区分“临时”与“持久”对象;多回收“临时对象”区(young generation),少回收“持久对象”区(tenured generation),减少每次需遍历的对象,从而减少每次GC的耗时。如图:
这里需要补充的是:对于tenured generation对象,有额外的开销:把它从young generation迁移到tenured generation,另外,如果被引用了,那引用的指向也需要修改。
这里主要内容可以参考深入浅出Node中关于内存的介绍,很详细~
增量GC
这个方案的思想很简单,就是“每次处理一点,下次再处理一点,如此类推”。如图:
这种方案,虽然耗时短,但中断较多,带来了上下文切换频繁的问题。
因为每种方案都其适用场景和缺点,因此在实际应用中,会根据实际情况选择方案。
比如:低 (对象/s) 比率时,中断执行GC的频率,simple GC更低些;如果大量对象都是长期“存活”,则分代处理优势也不大。
5. vue中的内存泄漏问题JS程序的内存溢出后,会使某一段函数体永远失效(取决于当时的JS代码运行到哪一个函数),通常表现为程序突然卡死或程序出现异常。
这时我们就要对该JS程序进行内存泄漏的排查,找出哪些对象所占用的内存没有释放。这些对象通常都是开发者以为释放掉了,但事实上仍被某个闭包引用着,或者放在某个数组里面。
5.1 泄漏点DOM/BOM 对象泄漏
script 中存在对DOM/BOM 对象的引用导致
js 对象泄漏
通常由闭包导致,比如事件处理回调,导致DOM对象和脚本中对象双向引用,这个时常见的泄漏原因
5.2 代码关注点DOM中的 addEventLisner 函数及派生的事件监听, 比如 Jquery 中的 on 函数, vue 组件实例的 $on 函数,第三方库中的初始化函数
其它BOM对象的事件监听, 比如websocket 实例的on 函数
避免不必要的函数引用
如果使用 render 函数,避免在html标签中绑定DOM/BOM 事件
5.3 如何处理如果在mounted/created 钩子中绑定了 DOM/BOM 对象中的事件,需要在 beforeDestroy 中做对应解绑处理
如果在mounted/created 钩子中使用了第三方库初始化,需要在beforeDestroy 中做对应销毁处理
如果组件中使用了定时器,需要在beforeDestroy中做对应销毁处理
模板中不要使用表达式来绑定到特定的处理函数,这个逻辑应该放在处理函数中?
如果在mounted/created 钩子中使用了$on,需要在beforeDestroy 中做对应解绑$off处理
某些组件在模板中使用事件绑定可能会出现泄漏,使用$on 替换模板中的绑定
5.4 在vue组件中处理addEventListenercreated/mounted 生命期钩子函数中定义事件响应函数为对象实例的方法,使用 => 函数来绑定作用域
调用 addEventListener 添加事件监听后在 beforeDestroy 中调用 removeEventListener 移除对应的事件监听,注意前面定义的响应函数方法需要作为第二个参数传入
然后用 delete 从对象实例移除定义的响应方法,或者将属性设置为 null/undefined
为了准确移除监听,不要使用匿名函数或者已有的函数的绑定来直接作为事件监听函数
mounted() { const box = document.getElementById("time-line") this.width = box.offsetWidth this.resizefun = () => { this.width = box.offsetWidth } window.addEventListener("resize", this.resizefun) }, beforeDestroy() { window.removeEventListener("resize", this.resizefun) this.resizefun = null }5.5 观察者模式引起的内存泄漏
在spa应用中使用观察者模式的时候如果给观察者注册了被观察的方法,而没有在离开组件的时候及时移除,可能造成重复注册而内存泄漏;
举个栗子:
进入组件的时候ob.addListener("enter", _func),如果离开组件beforeDestroy的时候没有ob.removeListener("enter", _func),就会导致内存泄漏
更详细的栗子参考:德州扑克栗子
5.6 上下文绑定引起的内存泄漏有时候使用 bind/apply/call 上下文绑定方法的时候,会有内存泄漏的隐患。
var ClassA = function(name) { this.name = name this.func = null } var a = new ClassA("a") var b = new ClassA("b") b.func = bind(function() { console.log("I am " + this.name) }, a) b.func() // 输出: I am a a = null // 释放a //b = null; // 释放b //b.func = null; // 释放b.func function bind(func, self) { //模拟上下文绑定 return function() { return func.apply(self) } }
使用chrome dev tool > memory > profiles 查看内存中ClassA的实例数,发现有两个实例,a和b。虽然a设置成null了,但是b的方法中bind的闭包上下文self绑定了a,因此虽然a释放,但是b/b.func没有释放,闭包的self一直存在并保持对a的引用。
网上的帖子大多深浅不一,甚至有些前后矛盾,在下的文章都是学习过程中的总结,如果发现错误,欢迎留言指出~
参考:
跟我学习javascript的垃圾回收机制与内存管理
App之性能优化
Vue Web App 内存泄漏-调试和分析
搞定JavaScript内存泄漏
推介阅读:
雅虎网站页面性能优化的34条黄金守则
用 Chrome 开发者工具分析 javascript 的内存回收(GC)
JS内存泄漏排查方法——Chrome Profiles
Javascript典型内存泄漏及chrome的排查方法
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摘要:解决方式是,当我们不使用它们的时候,手动切断链接淘汰把和对象转为了真正的对象,避免了使用这种垃圾收集策略,消除了以下常见的内存泄漏的主要原因。以上参考资料高程垃圾收集类内存泄漏及如何避免内存泄露及解决方案详解类内存泄漏及如何避免 showImg(http://ww1.sinaimg.cn/large/005Y4rCogy1ft1ikzcqzqj30ka0et77a.jpg); 前言 起...
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