淺談JavaScript的內(nèi)存管理與垃圾回收機(jī)制。

諸如 C 語言這般的低級(jí)語言一般都有低級(jí)的內(nèi)存管理接口，比如 malloc() 和 free()。而另外一些高級(jí)語言，比如 JavaScript， 其在變量（對(duì)象，字符串等等）創(chuàng)建時(shí)分配內(nèi)存，然后在它們不再使用時(shí)“自動(dòng)”釋放。后者被稱為垃圾回收。“自動(dòng)”是容易讓人混淆，迷惑的，并給 JavaScript（和其他高級(jí)語言）開發(fā)者一個(gè)印象：他們可以不用關(guān)心內(nèi)存管理。然而這是錯(cuò)誤的。

內(nèi)存生命周期

不管什么程序語言，內(nèi)存生命周期基本是一致的：
　　　1. 分配你所需要的內(nèi)存
　　　2. 使用分配到的內(nèi)存（讀、寫）
　　　3. 不需要時(shí)將其釋放\歸還
　　在所有語言中第一和第二部分都很清晰。最后一步在低級(jí)語言中很清晰，但是在像JavaScript 等高級(jí)語言中，這一步是隱藏的、透明的。

JavaScript 的內(nèi)存分配

為了不讓程序員費(fèi)心分配內(nèi)存，JavaScript 在定義變量時(shí)就完成了內(nèi)存分配。

    var n = 123; // 給數(shù)值變量分配內(nèi)存
    var s = "azerty"; // 給字符串分配內(nèi)存

    var o = {
    a: 1,
    b: null
    }; // 給對(duì)象及其包含的值分配內(nèi)存

    // 給數(shù)組及其包含的值分配內(nèi)存（就像對(duì)象一樣）
    var a = [1, null, "abra"];

    function f(a){
    return a + 2;
    } // 給函數(shù)（可調(diào)用的對(duì)象）分配內(nèi)存

    // 函數(shù)表達(dá)式也能分配一個(gè)對(duì)象
    someElement.addEventListener('click', function(){
    someElement.style.backgroundColor = 'blue';
    }, false);

通過函數(shù)調(diào)用的內(nèi)存分配

有些函數(shù)調(diào)用結(jié)果是分配對(duì)象內(nèi)存：

var d = new Date(); // 分配一個(gè) Date 對(duì)象

var e = document.createElement('div'); // 分配一個(gè) DOM 元素

有些方法分配新變量或者新對(duì)象：

    var s = "azerty";
    var s2 = s.substr(0, 3); // s2 是一個(gè)新的字符串
// 因?yàn)樽址遣蛔兞浚?// JavaScript 可能決定不分配內(nèi)存，
// 只是存儲(chǔ)了 [0-3] 的范圍。

    var a = ["ouais ouais", "nan nan"];
    var a2 = ["generation", "nan nan"];
    var a3 = a.concat(a2); 
 // 新數(shù)組有四個(gè)元素，是 a 連接 a2 的結(jié)果

值的使用

使用值的過程實(shí)際上是對(duì)分配內(nèi)存進(jìn)行讀取與寫入的操作。讀取與寫入可能是寫入一個(gè)變量或者一個(gè)對(duì)象的屬性值，甚至傳遞函數(shù)的參數(shù)。

當(dāng)內(nèi)存不再需要使用時(shí)釋放

大多數(shù)內(nèi)存管理的問題都在這個(gè)階段。在這里最艱難的任務(wù)是找到“所分配的內(nèi)存確實(shí)已經(jīng)不再需要了”。它往往要求開發(fā)人員來確定在程序中哪一塊內(nèi)存不再需要并且釋放它。
高級(jí)語言解釋器嵌入了“垃圾回收器”，它的主要工作是跟蹤內(nèi)存的分配和使用，以便當(dāng)分配的內(nèi)存不再使用時(shí)，自動(dòng)釋放它。這只能是一個(gè)近似的過程，因?yàn)橐朗欠袢匀恍枰硥K內(nèi)存是無法判定的 (無法通過某種算法解決).

垃圾回收

如上文所述自動(dòng)尋找是否一些內(nèi)存“不再需要”的問題是無法判定的。因此，垃圾回收實(shí)現(xiàn)只能有限制的解決一般問題。本節(jié)將解釋必要的概念，了解主要的垃圾回收算法和它們的局限性。

--引用

垃圾回收算法主要依賴于引用（reference）的概念。在內(nèi)存管理的環(huán)境中，一個(gè)對(duì)象如果有訪問另一個(gè)對(duì)象的權(quán)限（隱式或者顯式），叫做一個(gè)對(duì)象引用另一個(gè)對(duì)象。例如，一個(gè)Javascript對(duì)象具有對(duì)它原型的引用（隱式引用）和對(duì)它屬性的引用（顯式引用）。
在這里，“對(duì)象”的概念不僅特指 JavaScript 對(duì)象，還包括函數(shù)作用域（或者全局詞法作用域）。

--引用計(jì)數(shù)垃圾收集

這是最簡(jiǎn)單的垃圾收集算法。此算法把“對(duì)象是否不再需要”簡(jiǎn)化定義為“對(duì)象有沒有其他對(duì)象引用到它”。如果沒有引用指向該對(duì)象（零引用），對(duì)象將被垃圾回收機(jī)制回收。

示例

var o = { 
  a: {
    b:2
  }
}; 
// 兩個(gè)對(duì)象被創(chuàng)建，一個(gè)作為另一個(gè)的屬性被引用，另一個(gè)被分配給變量o
// 很顯然，沒有一個(gè)可以被垃圾收集


var o2 = o; // o2變量是第二個(gè)對(duì)“這個(gè)對(duì)象”的引用

o = 1;      // 現(xiàn)在，“這個(gè)對(duì)象”的原始引用o被o2替換了

var oa = o2.a; // 引用“這個(gè)對(duì)象”的a屬性
// 現(xiàn)在，“這個(gè)對(duì)象”有兩個(gè)引用了，一個(gè)是o2，一個(gè)是oa

o2 = "yo"; // 最初的對(duì)象現(xiàn)在已經(jīng)是零引用了
           // 他可以被垃圾回收了
           // 然而它的屬性a的對(duì)象還在被oa引用，所以還不能回收

oa = null; // a屬性的那個(gè)對(duì)象現(xiàn)在也是零引用了
           // 它可以被垃圾回收了

限制：循環(huán)引用

該算法有個(gè)限制：無法處理循環(huán)引用。在下面的例子中，兩個(gè)對(duì)象被創(chuàng)建，并互相引用，形成了一個(gè)循環(huán)。它們被調(diào)用之后不會(huì)離開函數(shù)作用域，所以它們已經(jīng)沒有用了，可以被回收了。然而，引用計(jì)數(shù)算法考慮到它們互相都有至少一次引用，所以它們不會(huì)被回收

function f(){
  var o = {};
  var o2 = {};
  o.a = o2; // o 引用 o2
  o2.a = o; // o2 引用 o

  return "azerty";
}

f();

實(shí)際例子

IE 6, 7 使用引用計(jì)數(shù)方式對(duì) DOM 對(duì)象進(jìn)行垃圾回收。該方式常常造成對(duì)象被循環(huán)引用時(shí)內(nèi)存發(fā)生泄露：

var div;
window.onload = function(){
  div = document.getElementById("myDivElement");
  div.circularReference = div;
  div.lotsOfData = new Array(10000).join("*");
};

在上面的例子里，myDivElement 這個(gè) DOM 元素里的 circularReference 屬性引用了 myDivElement，造成了循環(huán)引用。如果該屬性沒有顯示移除或者設(shè)為 null，引用計(jì)數(shù)式垃圾收集器將總是且至少有一個(gè)引用，并將一直保持在內(nèi)存里的 DOM 元素，即使其從DOM 樹中刪去了。如果這個(gè) DOM 元素?fù)碛写罅康臄?shù)據(jù) (如上的 lotsOfData 屬性)，而這個(gè)數(shù)據(jù)占用的內(nèi)存將永遠(yuǎn)不會(huì)被釋放。

標(biāo)記-清除算法

這個(gè)算法把“對(duì)象是否不再需要”簡(jiǎn)化定義為“對(duì)象是否可以獲得”。

這個(gè)算法假定設(shè)置一個(gè)叫做根（root）的對(duì)象（在Javascript里，根是全局對(duì)象）。定期的，垃圾回收器將從根開始，找所有從根開始引用的對(duì)象，然后找這些對(duì)象引用的對(duì)象……從根開始，垃圾回收器將找到所有可以獲得的對(duì)象和所有不能獲得的對(duì)象。

這個(gè)算法比前一個(gè)要好，因?yàn)椤坝辛阋玫膶?duì)象”總是不可獲得的，但是相反卻不一定，參考“循環(huán)引用”。

從2012年起，所有現(xiàn)代瀏覽器都使用了標(biāo)記-清除垃圾回收算法。所有對(duì)JavaScript垃圾回收算法的改進(jìn)都是基于標(biāo)記-清除算法的改進(jìn)，并沒有改進(jìn)標(biāo)記-清除算法本身和它對(duì)“對(duì)象是否不再需要”的簡(jiǎn)化定義。

循環(huán)引用不再是問題了

在上面的示例中，函數(shù)調(diào)用返回之后，兩個(gè)對(duì)象從全局對(duì)象出發(fā)無法獲取。因此，他們將會(huì)被垃圾回收器回收。
第二個(gè)示例同樣，一旦 div 和其事件處理無法從根獲取到，他們將會(huì)被垃圾回收器回收
。

總結(jié)一句話：

限制: 那些無法從根對(duì)象查詢到的對(duì)象都將被清除

盡管這是一個(gè)限制，但實(shí)踐中我們很少會(huì)碰到類似的情況，所以開發(fā)者不太會(huì)去關(guān)心垃圾回收機(jī)制。