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# 垃圾回收与内存泄漏
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## 经典真题
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- 请介绍一下 *JavaScript* 中的垃圾回收站机制
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## 什么是内存泄露
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程序的运行需要内存。只要程序提出要求，操作系统或者运行时（*runtime*）就必须供给内存。
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对于持续运行的服务进程（*daemon*），必须及时释放不再用到的内存。否则，内存占用越来越高，轻则影响系统性能，重则导致进程崩溃。
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也就是说，不再用到的内存，如果没有及时释放，就叫做内存泄漏（*memory leak*）。
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## *JavaScript* 中的垃圾回收
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浏览器的 *Javascript* 具有自动垃圾回收机制（*GC*：*Garbage Collecation*），也就是说，执行环境会负责管理代码执行过程中使用的内存。其原理是：**垃圾收集器会定期（周期性）找出那些不在继续使用的变量，然后释放其内存**。
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但是这个过程不是实时的，因为其开销比较大并且 *GC* 时停止响应其他操作，所以垃圾回收器会按照固定的时间间隔周期性的执行。
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不再使用的变量也就是生命周期结束的变量，当然只可能是局部变量，全局变量的生命周期直至浏览器卸载页面才会结束。局部变量只在函数的执行过程中存在，而在这个过程中会为局部变量在栈或堆上分配相应的空间，以存储它们的值，然后在函数中使用这些变量，直至函数结束，而闭包中由于内部函数的原因，外部函数并不能算是结束。
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下面是一段示例代码：
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```js
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function fn1() {
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var obj = {name: 'zhangsan', age: 10};
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}
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function fn2() {
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var obj = {name:'zhangsan', age: 10};
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return obj;
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}
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var a = fn1();
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var b = fn2();
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```
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在上面的代码中，我们首先声明了两个函数，分别叫做 *fn1* 和 *fn2*。
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当 *fn1* 被调用时，进入 *fn1* 的环境，会开辟一块内存存放对象 *{name: 'zhangsan', age: 10}*。而当调用结束后，出了 *fn1* 的环境，那么该块内存会被 *JavaScript* 引擎中的垃圾回收器自动释放；
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在 *fn2* 被调用的过程中，返回的对象被全局变量 *b* 所指向，所以该块内存并不会被释放。
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这里问题就出现了：到底哪个变量是没有用的？
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所以垃圾收集器必须跟踪到底哪个变量没用，对于不再有用的变量打上标记，以备将来收回其内存。
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用于标记的无用变量的策略可能因实现而有所区别，通常情况下有两种实现方式：**标记清除**和**引用计数**。
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引用计数不太常用，标记清除较为常用。
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## 标记清除
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*JavaScript* 中最常用的垃圾回收方式就是标记清除。
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当变量进入环境时，例如，在函数中声明一个变量，就将这个变量标记为“进入环境”。
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从逻辑上讲，永远不能释放进入环境的变量所占用的内存，因为只要执行流进入相应的环境，就可能会用到它们。
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而当变量离开环境时，则将其标记为“离开环境”。
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```js
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function test(){
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var a = 10 ; // 被标记 ，进入环境
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var b = 20 ; // 被标记 ，进入环境
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}
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test(); // 执行完毕 之后 a、b 又被标离开环境，被回收。
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```
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垃圾回收器在运行的时候会给存储在内存中的所有变量都加上标记（当然，可以使用任何标记方式）。
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然后，它会去掉环境中的变量以及被环境中的变量引用的变量的标记（闭包）。而在此之后再被加上标记的变量将被视为准备删除的变量，原因是环境中的变量已经无法访问到这些变量了。
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最后，垃圾回收器完成内存清除工作，销毁那些带标记的值并回收它们所占用的内存空间。
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到目前为止，*IE9+、Firefox、Opera、Chrome、Safari* 的 *JS* 实现使用的都是标记清除的垃圾回收策略或类似的策略，只不过垃圾收集的时间间隔互不相同。
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## 引用计数
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引用计数的含义是跟踪记录每个值被引用的次数。
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当声明了一个变量并将一个引用类型值赋给该变量时，则这个值的引用次数就是 *1*。如果同一个值又被赋给另一个变量，则该值的引用次数加 *1*。
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相反，如果包含对这个值引用的变量又取得了另外一个值，则这个值的引用次数减 *1*。当这个值的引用次数变成 *0* 时，则说明没有办法再访问这个值了，因而就可以将其占用的内存空间回收回来。
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这样，当垃圾回收器下次再运行时，它就会释放那些引用次数为 *0* 的值所占用的内存。
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```js
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function test() {
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var a = {}; // a 指向对象的引用次数为 1
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var b = a; // a 指向对象的引用次数加 1，为 2
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var c = a; // a 指向对象的引用次数再加 1，为 3
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var b = {}; // a 指向对象的引用次数减 1，为 2
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}
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```
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*Netscape Navigator3* 是最早使用引用计数策略的浏览器，但很快它就遇到一个严重的问题：**循环引用**。
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循环引用指的是对象 *A* 中包含一个指向对象B的指针，而对象 *B* 中也包含一个指向对象 *A* 的引用。
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```js
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function fn() {
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var a = {};
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var b = {};
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a.pro = b;
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b.pro = a;
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}
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fn();
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```
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以上代码 *a* 和 *b* 的引用次数都是 *2*，*fn* 执行完毕后，两个对象都已经离开环境，在标记清除方式下是没有问题的，但是在引用计数策略下，因为 *a* 和 *b* 的引用次数不为 *0*，所以不会被垃圾回收器回收内存，如果 *fn* 函数被大量调用，就会造成内存泄露。在 *IE7* 与 *IE8* 上，内存直线上升。
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## 真题解答
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- 请介绍一下 *JavaScript* 中的垃圾回收站机制
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> 参考答案：
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> *JavaScript* 具有自动垃圾回收机制。垃圾收集器会按照固定的时间间隔周期性的执行。
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> *JavaScript* 常见的垃圾回收方式：**标记清除**、**引用计数**方式。
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> 1、标记清除方式：
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> - 工作原理：当变量进入环境时，将这个变量标记为“进入环境”。当变量离开环境时，则将其标记为“离开环境”。标记“离开环境”的就回收内存。
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> - 工作流程：
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> - 垃圾回收器，在运行的时候会给存储在内存中的所有变量都加上标记；
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> - 去掉环境中的变量以及被环境中的变量引用的变量的标记；
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> - 被加上标记的会被视为准备删除的变量；
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||
> - 垃圾回收器完成内存清理工作，销毁那些带标记的值并回收他们所占用的内存空间。
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> 2、引用计数方式：
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> - 工作原理：跟踪记录每个值被引用的次数。
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> - 工作流程：
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> - 声明了一个变量并将一个引用类型的值赋值给这个变量，这个引用类型值的引用次数就是 *1*；
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> - 同一个值又被赋值给另一个变量，这个引用类型值的引用次数加 *1*；
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> - 当包含这个引用类型值的变量又被赋值成另一个值了，那么这个引用类型值的引用次数减 *1*；
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> - 当引用次数变成 *0* 时，说明没办法访问这个值了；
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> - 当垃圾收集器下一次运行时，它就会释放引用次数是 *0* 的值所占的内存。
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-*EOF*-
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