JavaScript 垃圾回收机制

2022-06-28

前言

我们知道，JavaScript 中的变量分为两种：基本类型和引用类型。基本类型的值存储在栈内存，引用类型的值存储于栈内存和堆内存，栈内存中保存的是堆内存地址，地址指向堆内存中保存着的具体的值。栈内存中的变量值使用完之后会自动出栈被立即回收，但是堆内存中的值则需要某种策略或手动回收。
JavaScript 自带一套内存管理引擎来进行内存分配以及垃圾回收，那么为了更好的开发和维护高性能的 JavaScript 代码，我们需要对垃圾回收机制进行一些了解。
下面我们从以下几个方面来了解垃圾回收机制

什么是垃圾回收
垃圾是怎么产生的
垃圾回收机制

什么是垃圾回收

垃圾回收机制的原理即找到不再使用的变量，释放其内存，因此，垃圾收集器会按照固定的时间间隔（或代码执行中预定的收集时间），周期性地执行这已操作。

垃圾是怎么产生的

当一个对象没有任何变量或属性对它进行引用时，意味着我们无法在操作该对象了，这种对象就是所谓的”垃圾”，此时就需要进行垃圾回收，如果不进行清理，内存占用越来越高，就会影响性能，甚至会导致进程崩溃。
比如：

let obj = [ 'a', 'b', 'c' ]
obj = {
  name: 'abc'
}

在 JavaScript 中，引用类型的数据保留在堆内存中，栈内存中会保留一个地址，这个地址即为堆内存中保存的值。
上面先声明了一个变量，为一个数组，之后，我们把这个变量重新赋值，那么之前的引用关系就没有了，此时，之前的那个数组就会失去引用关系，也就是我们无法在操作它了，它就变成了 “垃圾”，等待被回收。

垃圾回收机制

最常见的垃圾回收机制有两种：

标记清除
引用计数

标记清除（Mark-Sweep）

标记清除，简单来说，就是使用某种方法，将不再使用的变量，也就是无用变量标记出来，等待垃圾收集器回收，释放内存。
那么，垃圾收集器是如何标记无用变量呢，这里，我们先了解一个概念——可达性。

可达性

可达性，指的是变量从”根”出发，经过一层或多层可以被访问到。即一个变量从”根”出发，可以被访问到，那么它就是”可达”的，垃圾回收器将这些”可达”的变量视为有用变量，反之则视为无用变量，无用变量会被打上标记，便于之后回收。
在 JavaScript 中，有一些基本的固有可达值，如：

本地函数的局部变量和参数
当前嵌套调用链上的其他函数的变量和参数
全局变量
一些其他的内部的值

举一个简单的例子：

1
2
3

let user = {
  name: 'Avery'
}

这里是一个全局变量 user 引用了对象，当我们把 user 重写，那么这个引用就没有了，没有了引用就变成了不可达的，就会被回收

了解了可达性，我们就来看下垃圾回收器是如何进行标记的吧，各个浏览器的具体实现不太相同，其运行机制如下：

变量进入上下文，会被加上标记，证明其存在于该上下文
将所有在上下文的变量以及上下文中被访问引用的变量标记去掉，表明这些变量活跃
之后再被加上标记的变量为准备删除的变量，因为上下文中已访问不到它们了
执行内存清理，销毁所有带标记的非活跃值并收回之前被占用的内存

标记清除有一个缺点就是-内存碎片，因为标记清除，在清除之后，剩余内存的位置是不变的，所以会导致空闲的内存空间是不连续的，大小不同的碎片。
想要解决这个缺点，就需要标记整理，它会在标记结束后，将不需要清理的对象移至内存的一端，最后清理掉边界的内存。

引用计数（Reference Counting）

引用计数，把”对象是否不再需要”简化定义为”对象有没有其他对象引用到它”，即该对象没有被任何对象或变量引用（零引用），就会被垃圾回收机制回收，其运行机制如下：

当声明了一个变量，并赋予它一个引用的值时，该值的引用次数 +1
当同一个值被赋值给另一个变量的时候，引用次数 +1
当该变量被另一个值覆盖的时候，引用次数 -1
当引用次数为 0 的时候，就会被内存回收

引用计数有一个最大的问题，就是循环引用，如下：

function test () {
  let a = {}
  let b = {}
  a.c = b
  b.c = a
}

如上，两个都互相引用了，引用计数不为 0 ，所以无法被回收，这样就会造成内存泄漏。

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