JavaScript內(nèi)存管理與閉包實例詳解
1. 內(nèi)存管理的理解
1.1 認(rèn)識內(nèi)存管理
不管什么樣的編程語言,在代碼的執(zhí)行過程中都是需要給它分配內(nèi)存的,不同的是某些編程語言需要我們自己手動的管理內(nèi)存,某些編程語言會可以自動幫助我們管理內(nèi)存.
不管以什么樣的方式來管理內(nèi)存,內(nèi)存的管理都會有如下的生命周期:
分配申請你需要的內(nèi)存(申請)
使用分配的內(nèi)存(存放一些東西,比如對象等)
不需要使用時,對其進(jìn)行釋放
不同的編程語言對于第一步和第三步會有不同的實現(xiàn):
手動管理內(nèi)存:比如C、C++,包括早期的OC,都是需要手動來管理內(nèi)存的申請和釋放的(malloc和free函數(shù))
自動管理內(nèi)存:比如Java、JavaScript、Python、Swift、Dart等,它們會自動管理內(nèi)存
1.2 JavaScript的內(nèi)存管理
JavaScript 的內(nèi)存管理是自動的、無形的:創(chuàng)建的原始值、對象、函數(shù)……這一切都會占用內(nèi)存
JS對于原始數(shù)據(jù)類型內(nèi)存的分配會在執(zhí)行時,直接在??臻g進(jìn)行分配
JS對于復(fù)雜數(shù)據(jù)類型內(nèi)存的分配會在堆內(nèi)存中開辟一塊空間,并且將這塊空間的指針返回值變量引用
2. 垃圾回收(GC)
2.1 認(rèn)識垃圾回收
因為內(nèi)存的大小是有限的,所以當(dāng)內(nèi)存不再需要的時候,需要對其進(jìn)行釋放,以便騰出更多的內(nèi)存空間。
大部分現(xiàn)代的編程語言都是有自己的垃圾回收機制:
垃圾回收的英文是Garbage Collection,簡稱GC
對于那些不再使用的對象,都稱之為是垃圾,它需要被回收,以釋放更多的內(nèi)存空間
而我們的語言運行環(huán)境,比如Java的運行環(huán)境JVM,JavaScript的運行環(huán)境js引擎都會使用垃圾回收器(GC)
2.2 GC算法 – 引用計數(shù)
引用計數(shù):
當(dāng)一個對象有一個引用指向它時,那么這個對象的引用就+1
當(dāng)一個對象的引用為0時,這個對象就可以被銷毀掉
這個算法有一個很大的弊端就是會產(chǎn)生循環(huán)引用:
2.3 GC算法 – 標(biāo)記清除
標(biāo)記清除:
標(biāo)記清除的核心思路是可達(dá)性(Reachability)
這個算法是設(shè)置一個根對象(root object)[在js中指window],垃圾回收器會定期從這個根開始,找所有從根開始有引用到的對象,對于那些沒有引用到的對象,就認(rèn)為是不可用的對象
這個算法可以很好的解決循環(huán)引用的問題
2.4 其他算法優(yōu)化補充
JS引擎比較廣泛的采用的就是可達(dá)性中的標(biāo)記清除算法,當(dāng)然類似于V8引擎為了進(jìn)行更好的優(yōu)化,它在算法的實現(xiàn)細(xì)節(jié)上也會結(jié)合一些其他的算法。
標(biāo)記整理(Mark-Compact) 和“標(biāo)記-清除”相似
- 不同的是,回收期間同時會將保留的存儲對象搬運匯集到連續(xù)的內(nèi)存空間,從而整合空閑空間,避免內(nèi)存碎片化
分代收集(Generational collection)—— 對象被分成兩組:“新的”和“舊的”
許多對象出現(xiàn),完成它們的工作并很快死去,它們可以很快被清理
那些長期存活的對象會變得“老舊”,而且被檢查的頻次也會減少
增量收集(Incremental collection)
如果有許多對象,并且我們試圖一次遍歷并標(biāo)記整個對象集,則可能需要一些時間,并在執(zhí)行過程中帶來明顯的延遲。
所以引擎試圖將垃圾收集工作分成幾部分來做,然后將這幾部分會逐一進(jìn)行處理,這樣會有許多微小的延遲而不是一個大的延遲
閑時收集(Idle-time collection)
- 垃圾收集器只會在 CPU 空閑時嘗試運行,以減少可能對代碼執(zhí)行的影響
3. 閉包的概念理解
3.1 JavaScript的函數(shù)式編程
在JavaScript中,函數(shù)是非常重要的,并且是一等公民:
那么就意味著函數(shù)的使用是非常靈活的
函數(shù)可以作為另外一個函數(shù)的參數(shù),也可以作為另外一個函數(shù)的返回值來使用
JavaScript存在很多的高階函數(shù):
自己編寫高階函數(shù)
使用內(nèi)置的高階函數(shù)
在vue3+react開發(fā)中,也都在趨向于函數(shù)式編程:
vue3 composition api: setup函數(shù) -> 代碼(函數(shù)hook,定義函數(shù))
react:class -> function -> hooks
3.2 定義
在計算機科學(xué)中對閉包的定義(維基百科):
閉包(英語:Closure),又稱詞法閉包(Lexical Closure)或函數(shù)閉包(function closures)
是在支持 頭等函數(shù) 的編程語言中,實現(xiàn)詞法綁定的一種技術(shù)
閉包在實現(xiàn)上是一個結(jié)構(gòu)體,它存儲了一個函數(shù)和一個關(guān)聯(lián)的環(huán)境(相當(dāng)于一個符號查找表)
閉包跟函數(shù)最大的區(qū)別在于,當(dāng)捕捉閉包的時候,它的 自由變量 會在捕捉時被確定,這樣即使脫離了捕捉時的上下文,它也能照常運行
閉包的概念出現(xiàn)于60年代,最早實現(xiàn)閉包的程序是 Scheme,那么我們就可以理解為什么JavaScript中有閉包:因為JavaScript中有大量的設(shè)計是來源于Scheme的
MDN對JavaScript閉包的解釋:
一個函數(shù)和對其周圍狀態(tài)(lexical environment,詞法環(huán)境)的引用捆綁在一起(或者說函數(shù)被引用包圍),這樣的組合就是閉包(closure)
也就是說,閉包讓你可以在一個內(nèi)層函數(shù)中訪問到其外層函數(shù)的作用域
在 JavaScript 中,每當(dāng)創(chuàng)建一個函數(shù),閉包就會在函數(shù)創(chuàng)建的同時被創(chuàng)建出來
總結(jié):
一個普通的函數(shù)function,如果它可以訪問外層作用域的自由變量,那么這個函數(shù)和周圍環(huán)境就是一個閉包
從廣義的角度來說:JavaScript中的函數(shù)都是閉包
從狹義的角度來說:JavaScript中一個函數(shù),如果訪問了外層作用域的變量,那么它是一個閉包
4. 閉包的內(nèi)存流程
function createAdder(count) { function adder(num) { return count + num } return adder } var adder5 = createAdder(5) adder5(100) adder5(55) adder5(12) var adder8 = createAdder(8) adder8(22) adder8(35) adder8(7)
- 第一次調(diào)用createAdder
- 調(diào)用createAdder完成
- 內(nèi)部adder執(zhí)行完成
- 第二次執(zhí)行createAdder
5. 閉包的內(nèi)存泄漏
5.1 認(rèn)識內(nèi)存泄露
閉包是有內(nèi)存泄露的
在上面的案例中,如果后續(xù)我們不再使用adder8函數(shù)了,那么該函數(shù)對象應(yīng)該要被銷毀掉,并且其引用著的父作用域AO也應(yīng)該被銷毀掉
但是目前因為在全局作用域下adder8變量對0xc00的函數(shù)對象有引用,而0xc00的作用域中AO(0x300)有引用,所以最終會造成這些內(nèi)存都是無法被釋放的
閉包會造成內(nèi)存泄露,其實就是剛才的引用鏈中的所有對象都是無法釋放的
解決閉包的內(nèi)存泄露
當(dāng)將adder8設(shè)置為null時,就不再對函數(shù)對象0xc00有引用,那么對應(yīng)的AO對象0x300也就不可達(dá)了
在GC的下一次檢測中,它們就會被銷毀掉
5.2 內(nèi)存泄露的測試
<button class="create">創(chuàng)建一系列的數(shù)組對象</button> <button class="destroy">銷毀一系列的數(shù)組對象</button> <script> function createArray() { // 4 1024 -> 4kb * 1024 -> 4M var arr = new Array(1024*1024).fill(1) function test() { console.log(arr) } return test } // 點擊按鈕 var totalArr = [] var createBtnEl = document.querySelector(".create") var destroyBtnEl = document.querySelector(".destroy") createBtnEl.onclick = function() { for (var i = 0; i < 100; i++) { totalArr.push(createArray()) } console.log(totalArr.length) } destroyBtnEl.onclick = function() { // 釋放 totalArr = [] } </script>
- 創(chuàng)建數(shù)組對象(占用內(nèi)存)
- 銷毀數(shù)組對象(釋放內(nèi)存)
5.3 瀏覽器的優(yōu)化
function foo() { var name = "foo" var age = 18 var height = 1.88 function bar() { debugger console.log(name) } return bar } var fn = foo() fn()
總結(jié)
到此這篇關(guān)于JavaScript內(nèi)存管理與閉包的文章就介紹到這了,更多相關(guān)js內(nèi)存管理與閉包內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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