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JavaScript内存那点事

C、C++语言需要手动管理内存的分配与释放（常用方法：malloc(), calloc(), realloc()和free()等）。而JavaScript与Java、C#相似，内置了垃圾回收器，能自动管理内存的分配与释放。

内存生命周期:

1. 分配内存
2. 使用分配的内存(读与写操作)
3. 当应用程序不再需要时，释放掉已分配的内存

虽然垃圾回收器能能自动管理内存分配、释放，但并不意味着开发者不再需要关注内存管理。因为一些不好的编码会导致内存泄露，即应用程序不再需要的内存没有被释放掉。因此了解内存管理是很重要的。

Javascript中的内存分配

当声明变量时，JavaScript会自动为变量分配内存

var numberVar = 100; //为整数分配内存
var stringVar = 'node simplified';  // 为字符串分配内存 
var objectVar = {a: 1}; // 为对象分配内存
var a = [1, null, 'abra']; // 为数组分配内存
function f(a) {
  return a + 2;
} // 为函数分配内存 

GC(Garbage collection)

垃圾回收是追踪并释放应用程序不再使用的内存过程。垃圾回收器通过算法来实现追踪应用程序不再使用的内存。主要涉及的垃圾回收算法如下：

• Reference-counting garbage collection（引用计数）
• Mark-and-sweep algorithm（标记清除）

Reference-counting garbage collection（引用计数）

引用计数算法是一种最基础的垃圾回收算法，当一个对象的引用数为零时，会被自动回收。该算法将一个对象的引用数为0时视为应用程序不再需要的内存。

!function (){
  var o1 = {a: {b: 2}},// 两个对象被创建。假如分别用A:{a: {b: 2}}，B:{b: 2}表示，对象B被对象A的属性a引用，对象A被赋值给变量o1。A和B的引用数都为1，因此不能被回收。
      o2 = o1; // 将对象A赋给变量o2。此时A引用数为2，B引用数1。
      o1 = 1;// 将变量o1对对象A引用切断。此时A引用数为1，B引用数1。
  var oa = o2.a; // 将对象B赋值给变量oa。此时A引用数为1，B引用数2。
      o2 = 'foo'; // 将变量o2对对象A引用切断。此时A引用数为0，B引用数1。因为对象A的a属性被变量oa引用，因此对象A不能被释放。
      oa = null; // 将变量oa对对象B引用切断。此时A引用数为0，B引用数0。A与B会被回收。
}()

引用计数的限制：循环引用

循环引用存在一个限制。如下实例，两个对象相互引用，形成一个循环引用。正常情况下，当函数执行完后，对应的内存会被释放掉。而引用计数算法会将循环引用对象的引用数都视为至少为1，因此不能被回收。

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

  return 'azerty';
}

f();

常见问题

IE6-7的DOM对象是基于计数引用算法进行垃圾回收的。而循环引用通常会导致内存泄露：

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

如上述实例，DOM元素div通过自身的“circularReference”属性循环引用自己。如果没有显式将该属性删除或设为null，计数引用垃圾回收器会始终持有至少一个引用。即使DOM元素从DOM树种移除，DOM元素的内存会一直存在。如果DOM元素持有一些数据（如实例中“lotsData”属性），该数据对应的内存也无法被释放。了解更多参考--->IE<8循环引用导致的内存泄露

Mark-and-sweep algorithm（标记清除）

该算法将“对象不再需要”的定义简化为“对象不可到达”。 这个算法假设有一组被称为roots的对象（在JavaScript中，root就是全局对象）。垃圾回收器会定期地从这些roots开始，查找所有从根开始引用的对象，然后再查找这些对象引用的对象……。从roots开始，垃圾回收器会查找所有可到达对象，并回收不可到达的对象。

为了确定对象是否需要，该算法要确定对象是否可到达。由如下步骤组成：

1. 垃圾回收器会创建一组roots，roots通常是持有引用的全局变量。在JavaScript中，window对象就可作为root的全局变量。
2. 垃圾回收器会检查所有的roots并标记为活跃状态。然后递归遍历所有的子变量。只要从root不能到达的都被标记为垃圾。
3. 所有没有被标记为活跃状态的内存块都被视为垃圾。垃圾回收器就可以释放这部分内存并把释放的内存返回给操作系统。

这个算法比引用计数算法更优，因为对于引用计数算法“零引用的对象”总是不可到达的，但反之则不一定，如循环引用。而标记清除算法不存在循环引用的问题。

截至2012年，所有现代浏览器都内置了标记清除垃圾回收器。在过去几年里所有对JavaScript垃圾回收算法的改进（generational/incremental/concurrent/parallel garbage collection）都是基于标记清除算法来实现的，但并没有改变标记清除算法本身和它对“对象不再需要”定义的简化。

循环引用不再是问题

前面循环引用的实例中，在函数执行完后，两个对象不再被全局对象可访问的对象引用。因此这两个对象被垃圾回收器标记为不可到达，接着被回收掉。

限制：需要明确无法到达的对象

对于这个限制，实践中很少遇见，所以开发者不太会去关心垃圾回收机制。

参考文章：

• Memory Management And Garbage Collection In Javascript
• Memory Management
• How JavaScript works: memory management + how to handle 4 common memory leaks
• Memory Management Reference

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