内存泄漏(Memory leak)是在计算机科学中,由于疏忽或错误造成程序未能释放已经不再使用的内存
并非指内存在物理上的消失,而是应用程序分配某段内存后,由于设计错误,导致在释放该段内存之前就失去了对该段内存的控制,从而造成了内存的浪费
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就必须供给内存
对于持续运行的服务进程,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
在C
语言中,因为是手动管理内存,内存泄露是经常出现的事情。
char * buffer;
buffer = (char*) malloc(42);
// Do something with buffer
free(buffer);
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上面是 C 语言代码,malloc
方法用来申请内存,使用完毕之后,必须自己用free
方法释放内存。
这很麻烦,所以大多数语言提供自动内存管理,减轻程序员的负担,这被称为"垃圾回收机制"
# 1. 垃圾回收机制
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
原理: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
通常情况下有两种实现方式:
- 标记清除
- 引用计数
# 1.1 标记清除
标记清除(Mark-Sweep),目前在 JavaScript引擎
里这种算法是最常用的,到目前为止的大多数浏览器的 JavaScript引擎
都在采用标记清除算法,只是各大浏览器厂商还对此算法进行了优化加工,且不同浏览器的 JavaScript引擎
在运行垃圾回收的频率上有所差异
就像它的名字一样,此算法分为 标记
和 清除
两个阶段,标记阶段即为所有活动对象做上标记,清除阶段则把没有标记(也就是非活动对象)销毁
- 垃圾收集器在运行时会给内存中的所有变量都加上一个标记,假设内存中所有对象都是垃圾,全标记为0
- 然后从各个根对象开始遍历,把不是垃圾的节点改成1
- 清理所有标记为0的垃圾,销毁并回收它们所占用的内存空间
- 最后,把所有内存中对象标记修改为0,等待下一轮垃圾回收
优点:
标记清除算法的优点只有一个,那就是实现比较简单,打标记也无非打与不打两种情况,这使得一位二进制位(0和1)就可以为其标记,非常简单。
缺点:
标记清除算法有一个很大的缺点,就是在清除之后,剩余的对象内存位置是不变的,也会导致空闲内存空间是不连续的,出现了 内存碎片
(如下图),并且由于剩余空闲内存不是一整块,它是由不同大小内存组成的内存列表,这就牵扯出了内存分配的问题
假设我们新建对象分配内存时需要大小为 size
,由于空闲内存是间断的、不连续的,则需要对空闲内存列表进行一次单向遍历找出大于等于 size
的块才能为其分配(如下图)
内存碎片化,空闲内存块是不连续的,容易出现很多空闲内存块,还可能会出现分配所需内存过大的对象时找不到合适的块
分配速度慢,因为即便是使用 First-fit
策略,其操作仍是一个 O(n)
的操作,最坏情况是每次都要遍历到最后,同时因为碎片化,大对象的分配效率会更慢
举个例子:
var m = 0,n = 19 // 把 m,n,add() 标记为进入环境。
add(m, n) // 把 a, b, c标记为进入环境。
console.log(n) // a,b,c标记为离开环境,等待垃圾回收。
function add(a, b) {
a++
var c = a + b
return c
}
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# 1.2 引用计数
语言引擎有一张"引用表",保存了内存里面所有的资源(通常是各种值)的引用次数。如果一个值的引用次数是0
,就表示这个值不再用到了,因此可以将这块内存释放
如果一个值不再需要了,引用数却不为0
,垃圾回收机制无法释放这块内存,从而导致内存泄漏
const arr = [1, 2, 3, 4];
console.log('hello world');
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上面代码中,数组[1, 2, 3, 4]
是一个值,会占用内存。变量arr
是仅有的对这个值的引用,因此引用次数为1
。尽管后面的代码没有用到arr
,它还是会持续占用内存
如果需要这块内存被垃圾回收机制释放,只需要设置如下:
arr = null
通过设置arr
为null
,就解除了对数组[1,2,3,4]
的引用,引用次数变为 0,就被垃圾回收了
# 小结
有了垃圾回收机制,不代表不用关注内存泄露。那些很占空间的值,一旦不再用到,需要检查是否还存在对它们的引用。如果是的话,就必须手动解除引用
# 2. 常见内存泄露情况
意外的全局变量
function foo(arg) {
bar = "this is a hidden global variable";
}
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另一种意外的全局变量可能由 this
创建:
function foo() {
this.variable = "potential accidental global";
}
// foo 调用自己,this 指向了全局对象(window)
foo();
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上述使用严格模式,可以避免意外的全局变量
定时器也常会造成内存泄露
var someResource = getData();
setInterval(function() {
var node = document.getElementById('Node');
if(node) {
// 处理 node 和 someResource
node.innerHTML = JSON.stringify(someResource));
}
}, 1000);
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如果id
为Node的元素从DOM
中移除,该定时器仍会存在,同时,因为回调函数中包含对someResource
的引用,定时器外面的someResource
也不会被释放
包括我们之前所说的闭包,维持函数内局部变量,使其得不到释放
function bindEvent() {
var obj = document.createElement('XXX');
var unused = function () {
console.log(obj, '闭包内引用obj obj不会被释放');
};
obj = null; // 解决方法
}
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没有清理对DOM
元素的引用同样造成内存泄露
const refA = document.getElementById('refA');
document.body.removeChild(refA); // dom删除了
console.log(refA, 'refA'); // 但是还存在引用能console出整个div 没有被回收
refA = null;
console.log(refA, 'refA'); // 解除引用
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包括使用事件监听addEventListener
监听的时候,在不监听的情况下使用removeEventListener
取消对事件监听