万恶的前端内存泄漏及万善的解决方案

lzg9527

本文在github做了收录 github.com/Michael-lzg…

最近收到测试人员的反馈说我们开发的页面偶现卡死,点击无反应的情况,特别是打开页面较久的时候发生概率较高。打开任务管理器,看到内存占有率已经很高了,初步判断可能存在内存泄漏的情况。下面排查内存泄漏的原因。

系统进程不再用到的内存,没有及时释放,就叫做内存泄漏(memory leak)。当内存占用越来越高,轻则影响系统性能,重则导致进程崩溃。Chrome 限制了浏览器所能使用的内存极限(64 位为 1.4GB,32 位为 1.0GB)

引起内存泄漏的原因

1、意外的全局变量

由于 js 对未声明变量的处理方式是在全局对象上创建该变量的引用。如果在浏览器中,全局对象就是 window 对象。变量在窗口关闭或重新刷新页面之前都不会被释放,如果未声明的变量缓存大量的数据,就会导致内存泄露。

  • 未声明变量
function fn() {
  a = 'global variable'
}
fn()
  • 使用 this 创建的变量(this 的指向是 window)。
function fn() {
  this.a = 'global variable'
}
fn()

解决方法:

  • 避免创建全局变量
  • 使用严格模式,在 JavaScript 文件头部或者函数的顶部加上 use strict

2、闭包引起的内存泄漏

原因:闭包可以读取函数内部的变量,然后让这些变量始终保存在内存中。如果在使用结束后没有将局部变量清除,就可能导致内存泄露。

function fn () {
  var a = "I'm a";
  return function () {
    console.log(a);
  };
}

解决:将事件处理函数定义在外部,解除闭包,或者在定义事件处理函数的外部函数中。

比如:在循环中的函数表达式,能复用最好放到循环外面。

// bad
for (var k = 0; k < 10; k++) {
  var t = function (a) {
    // 创建了10次  函数对象。
    console.log(a)
  }
  t(k)
}

// good
function t(a) {
  console.log(a)
}
for (var k = 0; k < 10; k++) {
  t(k)
}
t = null

3、没有清理的 DOM 元素引用

原因:虽然别的地方删除了,但是对象中还存在对 dom 的引用。

// 在对象中引用DOM
var elements = {
  btn: document.getElementById('btn'),
}
function doSomeThing() {
  elements.btn.click()
}

function removeBtn() {
  // 将body中的btn移除, 也就是移除 DOM树中的btn
  document.body.removeChild(document.getElementById('button'))
  // 但是此时全局变量elements还是保留了对btn的引用, btn还是存在于内存中,不能被GC回收
}

解决方法:手动删除,elements.btn = null

4、被遗忘的定时器或者回调

定时器中有 dom 的引用,即使 dom 删除了,但是定时器还在,所以内存中还是有这个 dom。

// 定时器
var serverData = loadData()
setInterval(function () {
  var renderer = document.getElementById('renderer')
  if (renderer) {
    renderer.innerHTML = JSON.stringify(serverData)
  }
}, 5000)

// 观察者模式
var btn = document.getElementById('btn')
function onClick(element) {
  element.innerHTMl = "I'm innerHTML"
}
btn.addEventListener('click', onClick)

解决方法:

  • 手动删除定时器和 dom。
  • removeEventListener 移除事件监听

vue 中容易出现内存泄露的几种情况

在 Vue SPA 开发应用,那么就更要当心内存泄漏的问题。因为在 SPA 的设计中,用户使用它时是不需要刷新浏览器的,所以 JavaScript 应用需要自行清理组件来确保垃圾回收以预期的方式生效。因此开发过程中,你需要时刻警惕内存泄漏的问题。

1、全局变量造成的内存泄露

声明的全局变量在切换页面的时候没有清空

<template>
  <div id="home">这里是首页</div>
</template>

<script> 
export default {
    mounted() {
      window.test = {
        // 此处在全局window对象中引用了本页面的dom对象
        name: 'home',
        node: document.getElementById('home'),
      }
    },
  } 
</script>

解决方案:在页面卸载的时候顺便处理掉该引用。

destroyed () {
  window.test = null // 页面卸载的时候解除引用
 }

2、监听在 window/body 等事件没有解绑

特别注意 window.addEventListener 之类的时间监听

<template>
<div id="home">这里是首页</div>
</template>

<script> 
 export default {
     mounted () {
      window.addEventListener('resize', this.func) //window对象引用了home页面的方法
  }
} 
</script>

解决方法:在页面销毁的时候,顺便解除引用,释放内存

mounted () {
  window.addEventListener('resize', this.func)
},
beforeDestroy () {
  window.removeEventListener('resize', this.func)
}

3、绑在 EventBus 的事件没有解绑

举个例子

<template>
  <div id="home">这里是首页</div>
</template>

<script> 
export default {
  mounted () {
   this.$EventBus.$on('homeTask', res => this.func(res))
  }
}
</script>

解决方法:在页面卸载的时候也可以考虑解除引用

mounted () {
 this.$EventBus.$on('homeTask', res => this.func(res))
},
destroyed () {
 this.$EventBus.$off()
}

4、Echarts

每一个图例在没有数据的时候它会创建一个定时器去渲染气泡,页面切换后,echarts 图例是销毁了,但是这个 echarts 的实例还在内存当中,同时它的气泡渲染定时器还在运行。这就导致 Echarts 占用 CPU 高,导致浏览器卡顿,当数据量比较大时甚至浏览器崩溃。

解决方法:加一个 beforeDestroy()方法释放该页面的 chart 资源,我也试过使用 dispose()方法,但是 dispose 销毁这个图例,图例是不存在了,但图例的 resize()方法会启动,则会报没有 resize 这个方法,而 clear()方法则是清空图例数据,不影响图例的 resize,而且能够释放内存,切换的时候就很顺畅了。

beforeDestroy () {
  this.chart.clear()
}

5、v-if 指令产生的内存泄露

v-if 绑定到 false 的值,但是实际上 dom 元素在隐藏的时候没有被真实的释放掉。

比如下面的示例中,我们加载了一个带有非常多选项的选择框,然后我们用到了一个显示/隐藏按钮,通过一个 v-if 指令从虚拟 DOM 中添加或移除它。这个示例的问题在于这个 v-if 指令会从 DOM 中移除父级元素,但是我们并没有清除由 Choices.js 新添加的 DOM 片段,从而导致了内存泄漏。

<div id="app">
  <button v-if="showChoices" @click="hide">Hide</button>
  <button v-if="!showChoices" @click="show">Show</button>
  <div v-if="showChoices">
    <select id="choices-single-default"></select>
  </div>
</div>

<script> export default {
    data() {
      return {
        showChoices: true,
      }
    },
    mounted: function () {
      this.initializeChoices()
    },
    methods: {
      initializeChoices: function () {
        let list = []
        // 我们来为选择框载入很多选项,这样的话它会占用大量的内存
        for (let i = 0; i < 1000; i++) {
          list.push({
            label: 'Item ' + i,
            value: i,
          })
        }
        new Choices('#choices-single-default', {
          searchEnabled: true,
          removeItemButton: true,
          choices: list,
        })
      },
      show: function () {
        this.showChoices = true
        this.$nextTick(() => {
          this.initializeChoices()
        })
      },
      hide: function () {
        this.showChoices = false
      },
    },
  } </script>

在上述的示例中,我们可以用 hide() 方法在将选择框从 DOM 中移除之前做一些清理工作,来解决内存泄露问题。为了做到这一点,我们会在 Vue 实例的数据对象中保留一个属性,并会使用 Choices API 中的 destroy() 方法将其清除。

<div id="app">
  <button v-if="showChoices" @click="hide">Hide</button>
  <button v-if="!showChoices" @click="show">Show</button>
  <div v-if="showChoices">
    <select id="choices-single-default"></select>
  </div>
</div>

<script> export default {
    data() {
      return {
        showChoices: true,
        choicesSelect: null
      }
    },
    mounted: function () {
      this.initializeChoices()
    },
    methods: {
      initializeChoices: function () {
        let list = []
        for (let i = 0; i < 1000; i++) {
          list.push({
            label: 'Item ' + i,
            value: i,
          })
        }
         // 在我们的 Vue 实例的数据对象中设置一个 `choicesSelect` 的引用
        this.choicesSelect = new Choices("#choices-single-default", {
          searchEnabled: true,
          removeItemButton: true,
          choices: list,
        })
      },
      show: function () {
        this.showChoices = true
        this.$nextTick(() => {
          this.initializeChoices()
        })
      },
      hide: function () {
        // 现在我们可以让 Choices 使用这个引用,从 DOM 中移除这些元素之前进行清理工作
        this.choicesSelect.destroy()
        this.showChoices = false
      },
    },
  } </script>

ES6 防止内存泄漏

前面说过,及时清除引用非常重要。但是,你不可能记得那么多,有时候一疏忽就忘了,所以才有那么多内存泄漏。

ES6 考虑到这点,推出了两种新的数据结构: weakset 和 weakmap 。他们对值的引用都是不计入垃圾回收机制的,也就是说,如果其他对象都不再引用该对象,那么垃圾回收机制会自动回收该对象所占用的内存。

const wm = new WeakMap()
const element = document.getElementById('example')
vm.set(element, 'something')
vm.get(element)

上面代码中,先新建一个 Weakmap 实例。然后,将一个 DOM 节点作为键名存入该实例,并将一些附加信息作为键值,一起存放在 WeakMap 里面。这时,WeakMap 里面对 element 的引用就是弱引用,不会被计入垃圾回收机制。

注册监听事件的 listener 对象很适合用 WeakMap 来实现。

// 代码1
ele.addEventListener('click', handler, false)

// 代码2
const listener = new WeakMap()
listener.set(ele, handler)
ele.addEventListener('click', listener.get(ele), false)

代码 2 比起代码 1 的好处是:由于监听函数是放在 WeakMap 里面,一旦 dom 对象 ele 消失,与它绑定的监听函数 handler 也会自动消失。

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