JavaScript 的垃圾回收机制

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目录

• 1. 垃圾回收机制：一般就两种
• 2. 标记-清除：==两个阶段==
• 3. 其他优化策略
  • 3.1. 垃圾回收触发条件
  • 3.2. 优点
  • 3.3. 缺点
• 4. 是否有什么办法能够主动触发垃圾回收？
  • 4.1. 开发环境下的调试方法
  • 4.2. 间接触发 GC 的常见做法
  • 4.3. 内存监控方法
  • 4.4. 开发建议
  • 4.5. 调试工具

1. 垃圾回收机制：一般就两种

• 标记清理
  • 离开作用域的值 会被自动标记为可回收，然后在垃圾回收期间被删除
    • 下面会展开
• 引用计数是另一种垃圾回收策略，需要记录值被引用了多少次
  • ==循环引用场景会出问题==

2. 标记-清除：==两个阶段==

最常用的垃圾回收算法是 标记-清除 (Mark-and-Sweep)。以下是主要特点和步骤

1. 标记阶段 (Marking Phase):
   • 从根对象（例如全局对象、局部变量等）开始，标记所有可达的对象，即有引用的对象
2. 清除阶段 (Sweeping Phase):
   • 遍历内存，将未被标记的对象视为垃圾，并将其内存释放

3. 其他优化策略

1. 分代垃圾回收 (Generational Garbage Collection):
   • 将内存分为两代：
     • ==新生代和老生代==
   • 新生代对象生命周期==短==，频繁回收
   • 老生代对象生命周期==长==，较少回收
2. 增量垃圾回收 (Incremental Garbage Collection):
   • 将标记和清除过程分成多个小步进行，以避免长时间停顿
3. 惰性垃圾回收 (Lazy Garbage Collection):
   • 当系统空闲时才进行垃圾回收，减少对应用程序性能的影响。

3.1. 垃圾回收触发条件

• 内存使用达到一定阈值。
• 系统空闲时主动触发垃圾回收。

3.2. 优点

• 自动内存管理：
  • 开发者无需手动管理内存，减少内存泄漏风险。
• 优化性能：
  • 现代垃圾回收机制通过多种优化策略，降低了对应用性能的影响。

3.3. 缺点

• 不可控性：
  • 垃圾回收时机和频率由引擎管理，==开发者无法完全控制==。
• 潜在的性能影响：
  • 尽管有多种优化策略，但垃圾回收仍可能在高负载应用中引入停顿

4. 是否有什么办法能够主动触发垃圾回收？

在常规 JavaScript 中，不能直接、可靠地触发垃圾回收（Garbage Collection，GC），

• 因为这是由 JavaScript 引擎自动管理的
• 不过也有一些特定环境或者间接的方法触发

4.1. 开发环境下的调试方法

// Chrome DevTools
// 1. 打开开发者工具
// 2. 打开 Memory 面板
// 3. 点击垃圾桶图标 "Collect garbage"

// Node.js 环境
if (global.gc) {
    global.gc();
}
// 需要使用 --expose-gc 参数启动 Node.js
// node --expose-gc script.js

4.2. 间接触发 GC 的常见做法

// 1. 解除引用
let obj = { data: "some data" };
obj = null;  // 解除引用，使对象可被回收

// 2. 使用 WeakRef 和 WeakMap
let weakRef = new WeakRef(obj);
obj = null;  // 原对象可能被回收

// 3. 闭包内的变量
function createClosure() {
    let largeData = new Array(1000000);
    return function() {
        // largeData 在这里被引用
    };
}
let closure = createClosure();
closure = null; // 清除闭包引用

4.3. 内存监控方法

// 1. Node.js 环境
const used = process.memoryUsage();
console.log({
    heapTotal: `${Math.round(used.heapTotal / 1024 / 1024 * 100) / 100} MB`,
    heapUsed: `${Math.round(used.heapUsed / 1024 / 1024 * 100) / 100} MB`
});

// 2. 浏览器环境
console.log(performance.memory); // Chrome only

4.4. 开发建议

• 避免全局变量
• 及时清除事件监听器
• 及时清除定时器
• 避免循环引用
• 使用适当的数据结构（WeakMap、WeakSet 等）
• 分批处理大量数据
• 注意闭包的使用

// 错误示例
window.globalData = { /* 大量数据 */ };

// 正确示例
function processData() {
    const data = { /* 大量数据 */ };
    // 处理数据
    // 函数结束后 data 可被回收
}

4.5. 调试工具

• Chrome DevTools 的 Memory 面板
• Node.js 的 --inspect 调试模式
• 内存泄漏检测工具（如 heapdump）

JavaScript 的垃圾回收机制主要通过自动内存管理来处理不再使用的对象和变量，以释放内存资源。