学习笔记-浏览器的垃圾回收

1：浏览器怎么进行垃圾回收？
从三个点来回答什么是垃圾、如何捡垃圾、什么时候捡垃圾。
1.什么是垃圾

• 不再需要，即为垃圾
• 全局变量随时可能用到，所以一定不是垃圾

2.如何捡垃圾（遍历算法）

• 标记空间中「可达」值。
  -根节点（Root）出发，遍历所有的对象。
  -可以遍历到的对象，是可达的（reachable）。
  -没有被遍历到的对象，不可达的（unreachable）
• 回收「不可达」的值所占据的内存。
• 做内存整理。

3.什么时候捡垃圾

• 前端有其特殊性，垃圾回收的时候会造成页面卡顿。
• 分代收集、增量收集、闲时收集。

2：浏览器中不同类型变量的内存都是何时释放？
Javascritp 中类型：值类型，引用类型。

• 引用类型
  在没有引用之后，通过 V8 自动回收。
• 值类型
  如果处于闭包的情况下，要等闭包没有引用才会被 V8 回收。
  非闭包的情况下，等待 V8 的新生代切换的时候回收。

3：哪些情况会导致内存泄露？如何避免？

内存泄露是指你「用不到」（访问不到）的变量，依然占居着内存空间，不能被再次利用起来。

以 Vue 为例，通常有这些情况

• 监听在 window/body 等事件没有解绑
• 绑在 EventBus 的事件没有解绑
• Vuex 的 $store，watch 了之后没有 unwatch
• 使用第三方库创建，没有调用正确的销毁函数

解决办法：beforeDestroy 中及时销毁

• 绑定了 DOM/BOM 对象中的事件 addEventListener ，removeEventListener。
• 观察者模式 off处理。
• 如果组件中使用了定时器，应销毁处理。
• 如果在 mounted/created 钩子中使用了第三方库初始化，对应的销毁。
• 使用弱引用 weakMap、weakSet。

闭包会导致内存泄露吗？

顺便说一个我在了解垃圾回收之前对闭包的误解。
闭包会导致内存泄露吗？正确的答案是不会。
内存泄露是指你「用不到」（访问不到）的变量，依然占居着内存空间，不能被再次利用起来。
闭包里面的变量就是我们需要的变量，不能说是内存泄露。
这个误解是如何来的？因为 IE。IE 有 bug，IE 在我们使用完闭包之后，依然回收不了闭包里面引用的变量。这是 IE 的问题，不是闭包的问题。

4：weakMap weakSet 和 Map Set 有什么区别？
在 ES6 中为我们新增了两个数据结构 WeakMap、WeakSet，就是为了解决内存泄漏的问题。
它的键名所引用的对象都是弱引用，就是垃圾回收机制遍历的时候不考虑该引用。
只要所引用的对象的其他引用都被清除，垃圾回收机制就会释放该对象所占用的内存。
也就是说，一旦不再需要，WeakMap 里面的键名对象和所对应的键值对会自动消失，不用手动删除引用。

了解浏览器垃圾回收的过程

• 什么是垃圾数据?

生活中你买了一瓶可乐，喝完之后可乐瓶就变成了垃圾，应该被回收处理。
同样地，我们在写 js 代码的时候，会频繁地操作数据。
在一些数据不被需要的时候，它就是垃圾数据，垃圾数据占用的内存就应该被回收。

• 变量的生命周期
  比如这么一段代码：

let dog = new Object()let dog.a = new Array(1)

当 JavaScript 执行这段代码的时候，
会先在全局作用域中添加一个dog 属性，并在堆中创建了一个空对象，将该对象的地址指向了 dog。
随后又创建一个大小为 1 的数组，并将属性地址指向了 dog.a。此时的内存布局图如下所示:

1.jpg

如果此时，我将另外一个对象赋给了 a 属性，代码如下所示:

dog.a = new Object()

此时的内存布局图：

2.jpg

a 的指向改变了， 此时堆中的数组对象就成为了不被使用的数据，专业名词叫「不可达」的数据。
这就是需要回收的垃圾数据。

• 垃圾回收算法
  可以将这个过程想象成从根溢出一个巨大的油漆桶，它从一个根节点出发将可到达的对象标记染色， 然后移除未标记的。

第一步：标记空间中「可达」值。

V8 采用的是可达性 (reachability) 算法来判断堆中的对象应不应该被回收。
这个算法的思路是这样的：

从根节点（Root）出发，遍历所有的对象。
可以遍历到的对象，是可达的（reachable）。
没有被遍历到的对象，不可达的（unreachable）。

在浏览器环境下，根节点有很多，主要包括这几种：

全局变量 window，位于每个 iframe 中
文档 DOM 树
存放在栈上的变量
...

这些根节点不是垃圾，不可能被回收。
第二步：回收「不可达」的值所占据的内存。
在所有的标记完成之后，统一清理内存中所有不可达的对象。
第三步，做内存整理。

在频繁回收对象后，内存中就会存在大量不连续空间，专业名词叫「内存碎片」。
当内存中出现了大量的内存碎片，如果需要分配较大的连续内存时，就有可能出现内存不足的情况。
所以最后一步是整理内存碎片。(但这步其实是可选的，因为有的垃圾回收器不会产生内存碎片，比如接下来我们要介绍的副垃圾回收器。)

什么时候垃圾回收？

浏览器进行垃圾回收的时候，会暂停 JavaScript 脚本，等垃圾回收完毕再继续执行。
对于普通应用这样没什么问题，但对于 JS 游戏、动画对连贯性要求比较高的应用，如果暂停时间很长就会造成页面卡顿。
这就是我们接下来谈的关于垃圾回收的问题：什么时候进行垃圾回收，可以避免长时间暂停。

分代收集

浏览器将数据分为两种，一种是「临时」对象，一种是「长久」对象。

• 临时对象：

大部分对象在内存中存活的时间很短。
比如函数内部声明的变量，或者块级作用域中的变量。当函数或者代码块执行结束时，作用域中定义的变量就会被销毁。
这类对象很快就变得不可访问，应该快点回收。

• 长久对象：

生命周期很长的对象，比如全局的 window、DOM、Web API 等等。
这类对象可以慢点回收。

这两种对象对应不同的回收策略，所以，V8 把堆分为新生代和老生代两个区域， 新生代中存放临时对象，老生代中存放持久对象。

并且让副垃圾回收器、主垃圾回收器，分别负责新生代、老生代的垃圾回收。

这样就可以实现高效的垃圾回收啦。

主垃圾回收器

负责老生代的垃圾回收，有两个特点：

1. 对象占用空间大。
2. 对象存活时间长。

它使用「标记-清除」的算法执行垃圾回收。

1. 首先是标记。

• 从一组根元素开始，递归遍历这组根元素。
• 在这个遍历过程中，能到达的元素称为活动对象，没有到达的元素就可以判断为垃圾数据。

2. 然后是垃圾清除。

   
   3.jpg
   

   直接将标记为垃圾的数据清理掉。

3. 多次标记-清除后，会产生大量不连续的内存碎片，需要进行内存整理。

   
   4.jpg

副垃圾回收器

负责新生代的垃圾回收，通常只支持 1~8 M 的容量。

新生代被分为两个区域：一般是对象区域，一半是空闲区域。

5.jpg

新加入的对象都被放入对象区域，等对象区域快满的时候，会执行一次垃圾清理。

1. 先给对象区域所有垃圾做标记。

2. 标记完成后，存活的对象被复制到空闲区域，并且将他们有序的排列一遍。

   
   6.jpg
   

   这就回到我们前面留下的问题 -- 副垃圾回收器没有碎片整理。因为空闲区域里此时是有序的，没有碎片，也就不需要整理了。

3. 复制完成后，对象区域会和空闲区域进行对调。将空闲区域中存活的对象放入对象区域里。

   
   7.jpg
   

   这样，就完成了垃圾回收。

因为副垃圾回收器操作比较频繁，所以为了执行效率，一般新生区的空间会被设置得比较小。

一旦检测到空间装满了，就执行垃圾回收。

分代收集

一句话总结分代回收就是：将堆分为新生代与老生代，多回收新生代，少回收老生代。

这样就减少了每次需遍历的对象，从而减少每次垃圾回收的耗时。

8.jpg

增量收集

如果脚本中有许多对象，引擎一次性遍历整个对象，会造成一个长时间暂停。
所以引擎将垃圾收集工作分成更小的块，每次处理一部分，多次处理。
这样就解决了长时间停顿的问题。

9.jpg

闲时收集

垃圾收集器只会在 CPU 空闲时尝试运行，以减少可能对代码执行的影响。