JavaScript高级程序设计笔记04 变量、作用域与内存

变量

特定时间点一个特定值的名称。

• 分类

  • 原始值：按值访问

    • 复制：两个独立使用、互不干扰

  • 引用值（由多个值构成的对象）：按引用访问

    操作对象时，实际上操作的是对该对象的引用（reference）而非实际的对象本身

    • 复制：复制的值实际上是一个指针，指向存储在堆内存中的对象。实际上两个变量指向同一个对象
    • 函数传参：都是按值传递，如果是引用值，就跟引用值变量的复制一样

• 判断类型

  • typeof

    最适合用来判断一个变量是否为原始类型，对引用值的用处不大。

  • instanceof

    什么类型的对象（由对象的原型链决定）

作用域

• 执行上下文

  变量或函数的上下文决定了它们可以访问哪些数据，以及它们的行为。每个上下文都有一个关联的变量对象（variable object），而这个上下文中定义的所有变量和函数都存在于这个对象上。

  全局上下文是最外层的上下文。根据ECMAScript实现的宿主环境，表示全局上下文的对象可能不一样。在浏览器中，就是常说的window对象。

  上下文在其所有代码都执行完毕后会被销毁，包括定义在它上面的所有变量和函数。

  上下文栈。当代码执行流进入函数时，函数的上下文被推倒一个上下文栈上；在函数执行完毕之后，上下文栈会弹出该函数上下文，将控制权返还给之前的执行上下文。

  作用域链（scope chain）。决定了各级上下文中的代码在访问变量和函数时的顺序。代码正在执行的上下文的变量对象始终位于作用域链的最前端；全局上下文的变量对象始终是作用域链的最后一个变量对象。上下文之间的连接是线性的、有序的，内部可以访问外部，外部无法访问内部。

  函数参数被认为是当前上下文中的变量。

  标识符解析。搜索过程始终从作用域链的最前端开始，逐级往后，直到找到或者到达最后端。

  局部作用域中定义的变量会产生遮蔽（上层同名变量）效果，引用全局变量可以使用完全限定的写法：window.propName。

• 增强作用域链

  在作用域链前端临时添加一个上下文。

  • try/catch的catch语句：创建一个新的变量对象（包含要抛出的错误对象的声明）
  • with：添加指定的对象

  eval()：修改作用域链。

• 不同关键字的声明

  • var

    通过var定义的全局变量和函数都会成为window对象的属性和方法。

    使用var声明变量时，变量会被自动添加到最接近的上下文。

    会导致变量声明被提升，在（代码中）变量声明之前就可以访问到变量。

  • let/const

    顶级声明不会定义在全局上下文中，但在作用域链解析上效果是一样的。

    块作用域由最近的一对包含花括号界定。不能重复声明。

    const声明不能重新赋值，单一类型且不可修改。

    V8引擎针对const的优化：const声明的变量都替换成实际的值，而不通过查询表进行变量查找。

• 变量查找（作用域链）

  标识符查找：局部上下文->沿作用域链

  访问局部变量比全局变量要快，因为不用切换作用域。

垃圾回收。GC

执行环境负责在代码执行时管理内存（内存分配和闲置资源回收）。

基本思路：确定哪个变量不会再使用，然后释放它占用的内存。此过程是周期性的，每隔一定时间就会自动运行。（近似且不完美的方案，是否还有用属于“不可判定”的问题。不是所有时候都会很明显）

• 如何标记未使用的变量，两种主要的标记策略：

  • 标记清理mark-and-sweep：最常用

    过程：

    1. 标记内存中存储的所有变量；
    2. 将所有在上下文中的变量，以及被在上下文中的变量引用的变量的标记去掉；
    3. 之后再被加上标记的变量，就是待删除的了，因为任何在上下文中的变量都访问不到它们了；
    4. GC程序做一次内存清理，销毁带标记的所有值并收回它们的内存。

  • 引用计数reference counting

    GC下次运行的时候会释放引用数为0的值的内存。

    严重的问题：循环引用。典型：IE8及更早版本的BOM和DOM（使用COM对象）。

    应该在确保不使用的情况下切断原生JavaScript对象与DOM元素之间的连接。

    把变量设置为null实际上会切断变量与其之前引用值之间的关系。

• GC调度（性能）

  最好的办法：写代码时做到，无论什么时候开始收集垃圾，都能让它尽快结束工作

  现代GC程序会基于对JavaScript运行时环境的探测来决定何时运行。

  探测机制：基本上是根据已分配对象的大小和数量来判断。（V8的堆增长策略：根据活跃对象的数量外加一些余量来确定何时再次垃圾回收。）

  不推荐主动触发垃圾回收。（某些浏览器可以）

  • 减少GC次数（减少不合理分配）
  • 尽快完成回收

• 内存管理

  分配给浏览器的内存通常比分配给桌面软件的要少很多，分配给移动浏览器的更少。——> 主要出于安全考虑，避免运行大量JavaScript的网页耗尽系统内存而导致操作系统崩溃。

  这个内存限制不仅影响变量分配，也影响调用栈以及能够同时在一个线程中执行的语句数量。

  内存占用量保持在一个较小的值可以让页面性能更好。优化内存占用的最佳手段：保证在执行代码时只保存必要的数据。如果数据不再必要就解除引用（设置为null）——尤其是全局变量和全局对象的属性，下次垃圾回收时会被回收。

  • 利用let/const提早回收：块作用域比函数作用域更早终止

  • v8引擎的隐藏类：几个实例共享同一个构造函数和原型。

    给实例增加新属性或删除其属性，就不能共享一个隐藏类。——最佳实践：不想要的属性设置为null，达到删除引用值供GC程序回收的效果。

    避免“先创建再补充”式的动态属性赋值。

  • 内存泄漏

    1. 意外声明全局变量
    2. 闭包

  • 静态分配与对象池（合理分配，避免多余GC：保住因释放内存而损失的性能）

    减少浏览器执行垃圾回收的次数。

    浏览器决定何时运行GC程序的一个标准，就是对象更替的速度。——》一个策略：使用对象池（管理一组可回收的对象）

    可使用数组来维护，但必须留意不要招致额外的垃圾回收。