内存管理

内存管理介绍

• 内存：由可读写单元组成，表示一片可操作空间
• 管理：认为的去操作一篇空间的申请、使用和释放
• 内存管理：开发者主动申请空间、使用空间、释放空间
• 管理流程：申请-使用-释放

垃圾回收与常见GC算法

JavaScript中的垃圾

• JavaScript中内存管理是自动的
• 对象不在被引用时是垃圾
• 对象不能从根上访问到时时垃圾

JavaScript中的可达对象

• 可以访问到的对象就是可达对象（引用、作用域链）
• 可达的标准就是从根出发是否能够被找到
• JavaScript中的根就可以理解为时全局变量对象

GC算法

GC定义与作用

• GC就是垃圾回收机制的简写
• GC可以找到内存中的垃圾、并释放和回收空间

GC里的垃圾是什么

• 程序中不在需要使用的对象
• 程序中不能再访问到的对象

GC算法

• GC是一种机制，垃圾回收器完成具体的工作
• 工作的内容就是查找垃圾释放空间、回收空间
• 算法就是工作时查找和回收所遵守的规则

常见GC算法

• 引用计数
  • 核心思想：设置引用数，判断当前引用数是否为0
  • 引用计数器
  • 引用关系改变时修改引用数字
  • 引用数字为0时立即回收
    引用计数算法优缺点
    • 发现垃圾时立即回收
    • 最大限度减少程序暂停执行（程序卡顿时间）
    • 无法回收循环引用的对象
    • 时间开销大（资源消耗大）
• 标记清除
  • 核心思想：分标记和清楚两个阶段
  • 遍历所有对象找到标记活动对象
  • 遍历说有对象清除没有标记对象
  • 回收相应的空间
    标记清除算法优缺点
  • 解决了引用计数中无法回收循环引用的对象
  • 会产生空间碎片化的问题，使得空间不能最大化的使用
  • 不会立即回收垃圾对象（在回收垃圾时程序时停止执行的）
• 标记整理
  • 标记整理可以看作时标记清除的增强
  • 标记阶段的操作和标记清除一致
  • 清除阶段会执行整理，移动对象的位置，使它们在地址上连续
    标记整理算法优缺点
  • 减少碎片化空间
  • 不会立即回收垃圾对象（在回收垃圾时程序时停止执行的）
• 分代回收

V8引擎的垃圾回收

V8是一款主流的JavaScript执行引擎，采用即时编译，内存设有上限，采用分代回收思想实现垃圾回收，内存分为新生代和老生代

回收策略

• 采用分代回收策略
• 内存分为新生代、老生代
• 针对不同的对象采用不同的算法

V8常用GC算法

• 分代回收
• 空间复制
• 标记清除
• 标记整理
• 标记增量

V8如何回收新生代对象

V8内存分配

• V8内存空间一分为二
• 小空间用于存储新生代对象（32M | 16M）
• 新生代指的是存货时间较短的对象

新生代对象回收实现

• 回收过程采用复制算法+标记整理
• 新生代内存区分为两个等大小空间
• 使用空间为From，空闲空间为To
• 活动对象存储于From空间
• 标记整理后将活动对象拷贝至To空间
• From与To交换空间完成释放

回收细节说明

• 拷贝过程中可能出现晋升
• 晋升就是将新生代对象移动至老生代
• 一轮GC还存货的新生代需要晋升
• To空间的使用率超过25%

V8如何回收老生代对象

老生代对象说明

• 老年代对象存放在右侧老生代区域
• 64位操作系统1.4G，32位操作系统700M
• 老生代对象就是指存辉时间较长的对象

老生代对象回收实现

• 主要采用标记清除、标记整理、增量标记算
• 首先使用标记清除完成垃圾空间的回收
• 采用标记整理进行空间优化（新生代晋升老生代过程中，发现老生代空间不足时）
• 采用增量标记进行效率优化

细节对比

• 新生代区域垃圾回收使用空间换时间（使用复制算法）
• 老生代区域垃圾回收不适合复制算法

Performance工具

为什么使用Performance

• GC的目的是为了实现内存空间的良性循环
• 良性循环的基石时合理使用
• 时刻关注才能确定是否合理
• Performance提供更多监控方式

Performance使用步骤

• 打开浏览器输入目标地址
• 进入开发人员工具面板，选择性能（Performance）
• 开启录制功能，访问具体页面
• 执行用户行为，以断事件后停止录制
• 分析界面中记录的内存信息

内存问题的外在表现

• 页面出现延迟或经常性暂停（保证网络正常情况下）
• 页面持续性出现糟糕的性能（保证网络正常情况下）
• 页面的性能随时间延长越来越差（出现内存泄漏）

监控内存的几种方式

界定内存问题的标准

• 内存泄漏：内存使用持续升高
• 内存膨胀：在多数设备上都存在性能问题
• 频繁垃圾回收：通过内存变化图进行分析

几种监控方式

• 浏览器任务管理器
• TimeLine时序图记录
• 堆快照查找分离DOM
• 判断是否存在频繁的垃圾回收

代码优化实例

如何和精准测试JavaScript性能

• 本质上就是采集大量的执行样本进行数学统计和分析
• 使用基于Benchmark.js的https://jsperf.com/完成

Jsperf使用流程

• 使用GitHub帐号登录
• 填写个人信息（非必填）
• 填写详细的测试用例信息（title、slug）
• 填写准备代码（DOM操作时经常使用）
• 填写必要的setup与teardown代码
• 填写测试代码片段

为什么要慎用全局变量

• 全局变量定义在全局执行上下文，是所有作用域链的顶端
• 全局执行上下文一直存在与上下文执行栈，直到程序退出
• 如果某个局部作用域出在线了同名变量则会遮蔽或污染全局

缓存全局变量

• 将使用中无法避免的全局变量缓存到局部(document缓存）

通过原型对象添加附加方法

避免闭包陷阱

避免属性访问方法使用

For循环优化