學習八、JavaScript的記憶體管理及垃圾回收（GC演算法）

一、記憶體管理

    1) 記憶體：由可讀寫單元組成，表示一片可操作空間

    2) 管理：人為的去操作一片空間的申請，使用和釋放

    3) 記憶體管理：開發者主動申請空間，使用空間，釋放空間

    4) 管理流程：申請————使用————釋放

 

二、垃圾回收與常見 GC 演算法

1、JavaScript中的垃圾回收

      1) JavaScript 中的記憶體管理是自動的

      2) 物件不再被引用時是垃圾

      3) 物件不能從根上訪問到時是垃圾

JavaScript的可達物件：我們可以訪問到的物件就是可達物件（引用、作用域鏈）

      ————可達的標準就是從根上觸發是否能夠被找到

JavaScript中的根可以理解為是全域性變數物件

 

2、GC的定義與作用

        1) GC就是垃圾回收機制的簡寫

        2) GC可以找到記憶體中的垃圾、並釋放和回收空間

            程式中不再需要使用的物件、程式中不能再訪問到的物件

        3) 演算法就是工作時查詢和回收所遵循的規則

        （引用計數、標記清除、標記整理、分代回收）

 

3、 引用計數演算法：

        核心思想：設定引用數，判斷當前引用數是否為0

        引用計數器

        引用關係改變時修改引用數字

        引用數字為0時立即回收

        優點  發現垃圾時立即回收，最大限度減少程式暫停

        缺點  無法回收迴圈引用的物件，資源消耗比較大

 

4、 標記清除演算法：

        核心思想：分標記和清除兩個階段完成

        遍歷所有物件找到並標記活動物件

        遍歷所有物件清除沒有標記的物件

        回收相應的空間

        優點  可以找到一些區域性作用域的垃圾，可以解決引用計數演算法中無法回收迴圈引用的問題

        缺點  不會立即回收垃圾物件，地址不連續、空間碎片化、浪費空間

 

5、 標記整理演算法：

        標記整理可以看作是標記清除的增強

        標記階段的操作和標記清除一致

        清除階段會先執行整理，移動物件位置

        優點  減少碎片化空間

        缺點  不會立即回收垃

 

三、V8 引擎的垃圾回收

    1) V8是一款主流的JavaScript執行引擎

    2) V8採用即時編譯

    3) V8記憶體設限(64位1.4G，32位800MB)

 

    1、V8垃圾回收策略

        1) 採用分代回收的思想

        2) 記憶體分為新生代、老生代

 

    2、V8中常見的GC演算法

        * 分代回收

        * 空間複製

        * 標記清除

        * 標記整理

        * 標記增量

 

    3、V8如何回收新生代物件

        1) V8記憶體空間一分為二

        2) 小空間用於儲存新生代物件（32M | 16M）

        3) 新生代制的是存活時間較短的物件

 

        新生代物件回收實現：

        1) 回收過程採用複製演算法+標記整理

        2) 新生代記憶體區分為二個等大空間，使用空間為From，空閒空間為To

        3) 活動物件儲存於From空間

        4) 標記整理後將活動物件拷貝至To

        5) From和To交換空間完成釋放

 

    回收細節說明

        1) 拷貝過程中可能出現晉升

        2) 晉升就是將新生代物件移動至老生代

        3) 一輪GC還存活的新生代需要晉升

        4) To空間的使用率超過25%

 

    4、V8如何回收老生代物件

        1) 老生代物件存放在右側老生代區域

        2) 大空間用於儲存老生代物件（1.4G | 700M）

        3) 老生代物件就是指存活時間較長的物件（全域性變數，閉包）

 

        老生代物件回收實現：

        1) 主要採用標記清除、標記整理、增量標記演算法

        2) 首先使用標記清除完成垃圾空間的回收

        3) 採用標記整理進行空間優化（當新生代晉升老生代時，老生代空間的碎片不足以存放時）

        4) 採用增量標記進行效率優化

 

    5、增量標記優化垃圾回收

        程式執行時交替執行垃圾回收處理，分層遍歷物件進行標記，最後完成清除。

 

四、Performance 工具

 

    1、GC的目的是為了實現記憶體空間的良心迴圈

    2、良心迴圈的基石是合理使用

    3、時刻關注才能確定是否合理

    4、Performance提供多種監控方式

    5、使用步驟：

        1) 開啟瀏覽器輸入目標網址

        2) 進入開發人員工具，選擇效能

        3) 開啟錄製功能，訪問具體介面

        4) 執行使用者行為，一段時間後停止錄製

        5) 分析介面中記錄的記憶體資訊

 

五、如何判斷記憶體的問題

 

    1、記憶體問題的體現

        1) 頁面出現延遲載入或者經常性暫停：頻繁的垃圾回收，程式程式碼產生的垃圾過多

        2）頁面持續性出現糟糕效能表現：記憶體膨脹，當前介面為了達到一定的使用速度，會去申請一定的使用空間，這個空間的大小遠超過我們能夠提供的空間大小

        3) 頁面的效能隨時間延長越來越差：記憶體洩漏，由於某種原因無法被回收的記憶體。

 

    2、界定記憶體問題的標準

        1) 記憶體洩漏：記憶體持續升高

        2) 記憶體膨脹：在多數裝置上都存在效能問題

        3) 頻繁垃圾回收：通過記憶體變化圖進行分析

 

    3、監控記憶體的幾種方式

        1) 瀏覽器工作管理員

            開啟瀏覽器，通過shift+esc開啟工作管理員，右擊開啟JavaScript使用記憶體

            如果小括號裡的記憶體一直增加沒有進行消耗，就存在記憶體洩漏問題

 

        2) Timeline時序圖記錄

            開啟瀏覽器，F12，找到Performance，錄製螢幕，監控記憶體走勢

 

        3) 堆快照查詢分離DOM

            什麼是分離DOM：從當前的DOM樹上脫離了，在JS程式碼中被引用。

            開啟瀏覽器，F12，找到Memory，選擇Profiles=>Heap snapshot=>takeSnapshot=>篩選'deta'就可以得到所有分離DOM

 

        4) 判斷是否存在頻繁的垃圾回收

            當GC工作狀態，應用會假死，如果GC頻繁且過長，使用者會感受到比較差的效能體驗

            Timeline中頻繁的上升下降