介紹一下js垃圾回收機制

2023-04-11 15:00:56

JavaScript中的垃圾回收機制負責自動管理記憶體,回收不再使用的物件所佔用的記憶體空間。在JavaScript中,開發者不需要顯式地分配和釋放記憶體,垃圾回收器會自動完成這些操作。以下是關於JavaScript垃圾回收機制的一些關鍵概念:

1. 記憶體生命週期:JavaScript記憶體生命週期包括分配、使用和釋放三個階段。首先,記憶體會被分配給變數或物件;然後,程式會使用這些變數或物件;最後,不再需要的變數或物件會被垃圾回收器釋放。
2. 可達性:垃圾回收器通過可達性來判斷一個物件是否還在使用。根物件(如全域性物件和其他內建物件)被認為是可達的。如果一個物件可以通過根物件或其他可達物件參照鏈到達,那麼它也被認為是可達的。
3. 參照計數:這是一種較早的垃圾回收策略,通過追蹤每個物件的參照次數來判斷物件是否仍在使用。當物件的參照計數為0時,表示物件不再被使用,可以被回收。然而,參照計數演演算法存在迴圈參照問題,無法回收迴圈參照的物件。
4. 標記-清除:這是現代JavaScript引擎中常見的垃圾回收演演算法。標記-清除演演算法首先會標記所有可達物件,然後遍歷整個記憶體空間,清除未被標記的物件。這種演演算法可以處理迴圈參照問題,但可能會導致記憶體碎片。
5. 分代回收:由於不同物件的生命週期長短不同,現代JavaScript引擎將記憶體分為新生代和老生代。新生代主要存放短生命週期的物件,老生代主要存放長生命週期的物件。新生代和老生代的垃圾回收策略會有所不同。
6. 增量回收和懶惰回收:為了降低垃圾回收對程式執行的影響,現代JavaScript引擎採用了增量回收和懶惰回收策略。增量回收將回收工作分成多個小任務,穿插在程式執行過程中;懶惰回收則會在一定程度上推遲迴收操作,以減少效能開銷。

 

以下是一個簡單的範例,演示了 JavaScript 垃圾回收機制中的參照計數和標記清除:

// 參照計數範例
let a = { name: 'John' };
let b = a; // b 參照了 a,a 的參照計數變為 2
a = null; // a 不再參照這個物件,a 的參照計數變為 1
b = null; // b 不再參照這個物件,這個物件的參照計數變為 0,可以被垃圾回收器回收

// 標記清除範例
function foo() {
  let x = { name: 'Alice' };
  let y = { name: 'Bob' };
  x.friend = y;
  y.friend = x;
}

foo(); // 函數執行完後,x 和 y 都不再被使用,但它們之間相互參照,無法使用參照計數來回收記憶體
// 垃圾回收器定期執行,會發現 x 和 y 都已經不再被參照,可以被回收

在這個範例中,當變數 a 被賦值給變數 b 時,物件的參照計數變為 2。當 a 被賦值為 null 時,物件的參照計數變為 1。最後當 b 也被賦值為 null 時,物件的參照計數變為 0,可以被垃圾回收器回收。

另外,函數 foo 中建立了兩個物件 xy,並且它們相互參照。在函數執行完後,這兩個物件不再被使用,但它們之間的參照關係無法使用參照計數來回收記憶體。因此,垃圾回收器會定期執行,查詢那些已經不再被參照的物件,然後釋放它們所佔用的記憶體空間。


再來一個例子,我們將建立一些物件並解釋JavaScript的垃圾回收機制。

// 建立物件
function createPerson(name, age) {
    return {
        name: name,
        age: age,
    };
}

// 建立兩個物件
let person1 = createPerson("Alice", 30);
let person2 = createPerson("Bob", 35);

// person1 和 person2 變數參照了兩個新建立的物件,這些物件在記憶體中是可達的

// 現在將 person1 參照另一個物件
person1 = createPerson("Charlie", 28);

// 之前 person1 參照的 "Alice" 物件現在已經不再可達,因為沒有變數參照它
// JavaScript的垃圾回收器會識別到這一點,並在合適的時機釋放其記憶體

// 建立一個迴圈參照
let objA = {
    name: "ObjA",
};
let objB = {
    name: "ObjB",
};
objA.link = objB;
objB.link = objA;

// 將變數設定為 null,打破可達性
objA = null;
objB = null;

// 現在 objA 和 objB 物件都不再可達,即使它們彼此參照
// 使用標記-清除演演算法的垃圾回收器會識別到這一點,並釋放它們佔用的記憶體

在這個例子中,我們建立了幾個物件並對它們進行了參照。當一個物件不再可達時,它就成為了垃圾回收的目標。對於迴圈參照的情況,標記-清除演演算法可以識別到並正確處理這種情況,釋放不再使用的物件所佔用的記憶體。

 

注意:不同的JavaScript引擎可能採用不同的垃圾回收策略,如V8SpiderMonkeyJavaScriptCore等。