「译」内存管理碰撞课程

这是图解 SharedArrayBuffers 系列的第一篇：

为了更好地理解 JavaScript 里的 ArrayBuffer 和 SharedArrayBuffer，首先应该了解点内存管理知识

你可以把一个机器的内存想成一个一个的盒子，我把它们当作办公室的邮箱或者幼儿园里放小孩东西的格子

如果你想把某个东西留给某个小孩，你就把东西放到格子里

每个盒子旁边都有一个编号，这就是内存地址，用于告诉别人如何去找到你留的东西

每个盒子大小都一样，可以存放特定容量东西。盒子的具体容量取决于机器，这个大小我们称为字长，一般为 32 位或者 64 位。不过，为了展示方便，我这里字长用 8 位

如果你想把数字 2 放到盒子里，这很容易做到，因为数字很容易用二进制表示

但是如果你想放一个非数字类型的呢？比如字母 H？

我们需要一种方式可以用数字来表示它，这需要借助编码技术，类似 UTF-8 。首先，我们需要一个东西可以把字母转为数字……类似一个编码环，接下来就可以存储了

当我们从盒子里取回的时候，我们需要把取出的数字放到解码环里翻译回字母 H

自动内存管理

如果你是写 JavaScript 的，实际上你根本不需要关心内存，它对用户是透明的，这意味着你无法直接操纵内存

与此相对的， JS 引擎扮演着中间人角色，它为你管理好内存

我们用 React 举个例子，比如创建一个变量

JS 引擎通过一个编码器得到这个变量的二进制表示

然后，它会找到内存中可以放这个值的位置，这个过程称为内存分配

紧接着，引擎会持续追踪这个变量，看其是否还在程序中被使用。如果这个变量已经没有引用了，这块内存会被回收，JS 引擎就又可以在这里放新的值了

追踪内存中的变量（字符串、对象以及其它类型）并且在没有引用的时候清除它们的过程我们称作垃圾回收

类似 JavaScript 这种代码无法直接处理内存的语言叫做自动内存管理（memory-managed）语言

内存自动管理确实让开发者省了不少心，但是这也会带来额外的开销，这些额外开销会让程序的性能无法评估

手动内存管理的语言不太一样，继续上面例子，看 React 用 C 写的话（借助 WebAssembly 是可能的）会如何处理内存

不像 JavaScript，C 没有单独的内存管理抽象层，相反，你得直接与内存打交道。你可以从内存中直接拿东西，也可以直接往内存里存东西

当你把 C 或者其它语言编译为 WebAssembly 时，编译工具会在 WebAssembly 里增加一些辅助代码。比如，它会加入编解码的代码，这些代码我们称为运行时环境，运行时环境会帮助处理一些类似 JS 引擎帮 JS 做的事

但是，对于手动管理内存的语言，运行时不会包括垃圾回收

这并不意味着你需要完全由自己处理内存，即使在这类语言里，运行时你依然会得到一些辅助。比如，C 语言运行时会在一个 free list 里追踪可以使用的内存地址

你可以使用 malloc 函数（内存分配的简称）向运行时发出可以满足你数据存储需要的内存请求，这些内存会被从 free list 拿下来。当你用完了，需要调用 free 去释放内存，这些内存会被加回 free list

你必须清楚知道什么时候去调用这些函数，这就是为什么我们叫手动内存管理

作为一个开发者，知道什么时候去释放什么地方的内存是一件困难的事。如果你在错误时机处理了，这很可能会导致 BUG，甚至安全漏洞；如果你不处理，就会导致内存泄露

这就是为什么很多语言选择自动内存管理去避免人为错误，但是这牺牲了性能，下篇文章我还会谈到这些