JS内存管理

JS有完善的内存处理机制，所以之前我们不用特别的去关注这块的实现。页面不快了，刷新一下就好了；浏览器卡顿，重启一下就OK。但是随着SPA和移动APP的流行，以及未来可能存在的PWA的实现，JS内存可能成为新的内存瓶颈。这也是写本文的初衷。

1.什么是内存泄漏

当我们决定不再使用某些内存时，由于错误的编码，未能使得GC(Gabbage Collection)正确的将这些内存回收的情况，就是内存泄漏。

2.内存的占用，分配和回收

2.1 内存的占用

一个对象占用的内存分为直接占用内存(Shallow Size)和占用总内存(Retained Size)。

直接占用内存：对象本身占用的内存。典型的JavaScript对象都会有保留内存用来描述这个对象和存储它的直接值。一般，只有数组和字符串会有明显的直接占用内存(Shallow Size)。但字符串和数组常常会在渲染器内存中存储主要数据部分，仅仅在JavaScript对象栈中暴露一个很小的包装对象。
占用总内存：直接占用内存和这个引用的依赖对象所占用的内存。

赋值和New操作都会涉及到内存的占用。

2.2 内存的分配

Chrome V8的垃圾回收（GC）算法基于Generational Collection，内存被划分为两种，分别称为Young Generation（YG）和Old Generation（OG）。

所谓Young和Old是根据他们占用的时间来划分的。内存在YG的分配和回收快而频繁，一般存在的时间很短，所以称为Young；而在OG中则慢而少发生，所以称为Old。

因为在V8中，YG的GC过程会阻塞程序，而OG的GC不会阻塞。所以通常情况下开发者更关心YG的细节。

YG又被平分为两部分空间，分别称为From和To。所有内存从To空间被分配出去，当To满时，开始触发GC，接下来细看一下。

某时刻，To已经分A、B和C分配了内存，当前它剩下一小块内存未分配出去，而From所有的内存都空闲着。

此时，一个程序需要为D分配内存，但D需要的内存大小超出了To未分配的内存，如下图。此时，触发GC，页面停止执行。

接着From和To进行对换，即原来的To空间被标志为From，From被标志为To。并且把活的变量值（例如B）标志出来，而”垃圾“（例如AC）未被标志，它们将会被清掉。

活的B会被复制到To空间，而「垃圾」AC则被回收，同时，D被分配到To空间，最后成下图的分布

至此，整个GC完成，此过程中页面停止执行，所以要尽可能的快。当YG中的值存活比较久时，它会被推向OG，OG的空间满时，触发OG内的GC，OG的GC时会触发YG的GC。

• 每次分配都使To的可用空间减小，程序又更接近GC
• YG的GC会阻塞程序，所以GC时间不宜太长10ms以内，因为16ms就会出现丢帧；GC不宜太频繁
• 某个值变成垃圾后，不会立马释放内存，只有在GC的时候所占内存才会被回收。

2.2 内容均来自参考文献

2.3 内存的回收

GC Root是内存的根结节，在浏览器中它是window，在NodeJS中则是global对象。

从GC Root开始遍历图，所有能到达的节点称为活节点，如果存在GC Root不能到达的节点，那么该节点称为“垃圾”，将会被回收，如图中灰色的节点。

至于根节点的回收，不受用户的控制。

3. 导致内存泄漏的原因

3.1 没有完全切断与GC root之间的路径

因为没有完全切断与根节点之间的路径，导致自动GC不会回收这部分内存，从而造成内存泄漏。

具体的原因有：

• 对象之间的相互引用

var a, b;
a.reference = b;
b.reference = a;

• 错误使用了全局变量

a = "1234567";
相当于
window.a = "1234567";

• DOM元素清空或删除时，绑定的事件未清除

<div id="myDiv">
    <input type="button" value="Click me" id="myBtn">
</div>

<script type="text/javascript">
    var btn = document.getElementById('myBtn');
    btn.onclick = function () {
        document.getElementById('myDiv').innerHTML = 'Processing...';
        /* 清除事件绑定 */
        // btn.onclick = null;
    };
</script>

• 闭包引用

function bindEvent() {
    var obj = document.getElementById('xxx');

    obj.onclick = function () {
        /** 空函数*/
    };

    /** delete this reference */
    // obj = null;
}

• DOM元素清空或删除时，子元素存在JS引用，导致子元素的所有父元素都不会被删除

// b是a的子dom节点, a是body的子节点
var aElement = document.getElementById("a");
var bElement = document.getElementById("b");
document.body.removeChild(aElement);
// aElement = null；
// bElement = null;

3.2 过度占用了内存空间

更多的出现在nodejs中，例如：

• 无节制的循环

while(1) {
    // do sth
}

• 过大的数组

var arr = [];
for (var i=0; i< 100000000000; i++) {
    var a = {
        'desc': 'an object'
    }
    arr.push(a);
}

总结

本文描述了内存分配和泄漏的基本原理，并提及了日常常遇到的集中的泄漏原因。在下一篇文章中，将阐述如何确定内存泄漏，以及可以使用的工具和方法。

参考文献：

• 《Chrome开发者工具之JavaScript内存分析》
• 《【精耕细作】授你兇器，一见JS内存》from kenshinlin