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JavaScript的内存管理

转载 作者：知者 更新时间：2024-03-13 06:50:11 28 4
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JavaScript的内存管理

1.什么是内存管理？

在了解JavaScript的内存管理之前，可以先大致熟悉一下什么是内存管理，不管什么样的编程语言，在其代码执行的过程中都是需要为其分配内存的。

不管什么样的编程语言，以及它用什么方式来管理内存，其内存的管理都具备以下的生命周期：

  • 申请内存：分配其需要的内存。
  • 使用内存：使用分配的内存。
  • 释放内存：使用完毕后，对其进行释放。

但是不同的编程语言对内存的申请和释放会有不同的实现，主要分为手动和自动管理内存：

  • 手动管理内存：像C、C++等一些接近底层的编程语言，都是需要手动来申请和释放内存（malloc函数用于申请内存、free函数用于释放内存）。
  • 自动管理内存：像Java、JavaScript、Python等一些高级编程语言，都是自动帮助我们管理内存的。

2.JavaScript的内存分配

通过上面对内存管理的简单介绍可以知道，JavaScript是自动管理内存的，所以在我们编写JS代码定义变量时就会为其分配内存。

根据JavaScript不同的数据类型，会对其分配到不同的内存空间中，数据类型主要分为基本数据类型和复杂数据类型：

  • 对于基本数据类型的内存分配会在执行时，直接在栈空间中进行分配。

  • 基本数据类型（也称值类型）：string、number、boolean、undefined、null、symbol；

  • 对于复杂数据类型的内存分配会在堆内存中开辟一块空间，变量引用其内存地址。

  • 复杂数据类型（也称引用类型）：object、function、array；

以下代码在内存结构中的表现形式如下：

const name = 'curry'
const age = 30
const info = {
  name: 'kobe',
  age: 24
}

3.JavaScript的垃圾回收机制

在管理内存的生命周期中是包括内存的释放，因为我们的内存大小是有限的，所以当代码执行完毕，不再需要内存的时候，那么就需要对其进行内存释放，以便腾出更多的内存空间给其它的应用程序使用。

  • 而在手动管理内存的编程语言中，需要自己通过一些方式来释放不再需要的内存，这样就需要编写专门用于管理内存的代码，不仅影响编写代码的效率，管理不当也有可能产生内存泄露。

  • 所以大部分现代的编程语言都是有自己的垃圾回收机制的，那么什么是垃圾回收机制？

  • 垃圾回收（Garbage Collection，简称GC），就是对于那些不再使用的数据，都可以称之为垃圾，需要通过回收来释放内存空间；

  • 在JavaScript的运行环境JS引擎中就存在垃圾回收的功能模块，这个功能模块就称为垃圾回收器；

  • 那么这里就可以提出一个疑问，GC是如何找到不再使用的数据，并对其进行内存回收呢？

  • 这里就用到了GC算法，下面介绍两种常见的GC算法；

4.两种常见的GC算法

4.1.引用计数

什么是引用计数？

当一个对象有一个引用指向它时，那么这个对象的引用就加1，并且将其引用次数保存起来，而当一个对象的引用为0时，那么这个对象就可以被销毁了（回收）。

示例代码：

  • person1的引用次数为3；
  • person2和person3的引用次为1；
let person1 = { name: 'curry' }

let person2 = {
  name: 'kobe',
  friend: person1
}

let person3 = {
  name: 'klay',
  friend: person1
}

内存表现：

如果接着执行person3 = null，那么person3的引用指向次数就会减1，变为0，从而销毁。而person3销毁后person1也会失去person3的指向，引用指向次数也会减1，变为2。

缺点：但是引用计数这个GC算法，存在一个很大的弊端，就是当出现循环引用时，就无法进行正确的回收，导致内存泄露，如下示例代码：

  • curry的好朋友是klay，巧合的是klay的好朋友是curry，这样就出现了对象的循环引用；
let person1 = {
  name: 'curry',
  friend: person2
}

let person2 = {
  name: 'klay',
  friend: person1
}

内存表现：

  • 即使执行person1 = null; person2 = null，person1和person2对象的引用次数依然为1；
  • 所以引用计数就无法很好的处理这种情况了；

4.2.标记清除

什么是标记清除？

这个算法设置了一个根对象（root object），GC会定期从这个根对象开始往下查找有引用到的对象，而对于那些没有引用到的对象，也就是没有查找到的对象，就认为是需要进行回收的对象。

标记清除的一大优势就是可以很好的解决循环引用的问题，如下图：

  • 标记清除算法首先会从root object往下开始查找引用到的对象；
  • 而对于object6和object7进行了循环引用了的对象，是查找不到的，就会被视为回收对象，从而被GC回收；
  • 目前的JS引擎的GC核心采用的比较多的算法就是标记清除，类似于V8引擎不单单只是用了标记清除，同时也结合了一些其它的算法来应对更多的情况；

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