作者 | 葡萄城技術(shù)團(tuán)隊(duì)

前言

過(guò)去，我們?yōu)g覽靜態(tài)網(wǎng)站時(shí)無(wú)須過(guò)多關(guān)注內(nèi)存管理，因?yàn)榧虞d新頁(yè)面時(shí)，之前的頁(yè)面信息會(huì)從內(nèi)存中刪除。然而，隨著單頁(yè) Web 應(yīng)用（SPA）的興起，應(yīng)用程序消耗的內(nèi)存越來(lái)越多，這不僅會(huì)降低瀏覽器性能，甚至?xí)?dǎo)致瀏覽器卡死。因此，在編碼實(shí)踐中，開發(fā)人員需要更加關(guān)注與內(nèi)存相關(guān)的內(nèi)容。因此，小編今天將為大家介紹 JavaScript 內(nèi)存泄漏的編程模式，并提供一些內(nèi)存管理的改進(jìn)方法。

什么是內(nèi)存泄漏以及如何發(fā)現(xiàn)它？

什么是內(nèi)存泄漏？

JavaScript 對(duì)象被保存在瀏覽器內(nèi)存的堆中，并通過(guò)引用方式訪問。值得一提的是，JavaScript 垃圾回收器則運(yùn)行于后臺(tái)，并通過(guò)識(shí)別無(wú)法訪問的對(duì)象來(lái)釋放并恢復(fù)底層存儲(chǔ)空間，從而保證 JavaScript 引擎的良好運(yùn)行狀態(tài)。 當(dāng)內(nèi)存中的對(duì)象在垃圾回收周期中應(yīng)該被清理時(shí)，若它們被另一個(gè)仍然存在于內(nèi)存中的對(duì)象通過(guò)一個(gè)意外的引用所持有，就會(huì)引發(fā)內(nèi)存泄漏問題。這種情況下，冗余對(duì)象會(huì)繼續(xù)占據(jù)內(nèi)存空間，導(dǎo)致應(yīng)用程序消耗過(guò)多的內(nèi)存資源，并可能導(dǎo)致性能下降和表現(xiàn)不佳的情況出現(xiàn)。因此，及時(shí)清理無(wú)用對(duì)象并釋放內(nèi)存資源是至關(guān)重要的，以確保應(yīng)用程序的正常運(yùn)行和良好的性能表現(xiàn)。

如何發(fā)現(xiàn)內(nèi)存泄漏？

那么如何知道代碼中是否存在內(nèi)存泄漏？?jī)?nèi)存泄漏往往隱蔽且很難檢測(cè)和定位。即使代碼中存在內(nèi)存泄漏，瀏覽器在運(yùn)行時(shí)也不會(huì)返回任何錯(cuò)誤。如果注意到頁(yè)面的性能逐漸下降，可以使用瀏覽器內(nèi)置的工具來(lái)確定是否存在內(nèi)存泄漏以及是哪個(gè)對(duì)象引起的。

任務(wù)管理器（不要與操作系統(tǒng)的任務(wù)管理器混淆）提供了瀏覽器中所有選項(xiàng)卡和進(jìn)程的概覽。Chrome 中，可以通過(guò)在 Linux 和 Windows 操作系統(tǒng)上按 Shift+Esc 來(lái)打開任務(wù)管理器；而在 Firefox 中，通過(guò)在地址欄中鍵入 about:performance 則可以訪問內(nèi)置的管理器，它可以顯示每個(gè)標(biāo)簽的 JavaScript 內(nèi)存占用情況。如果網(wǎng)站停留在那里什么都不做，但 JavaScript 內(nèi)存使用量逐漸增加，那很可能是存在內(nèi)存泄漏。

開發(fā)者工具提供了一些先進(jìn)的內(nèi)存管理方法，例如，使用 Chrome 瀏覽器的性能記錄工具，可以對(duì)頁(yè)面的性能進(jìn)行可視化分析。在這個(gè)過(guò)程中，可以通過(guò)一些指標(biāo)來(lái)判斷是否存在內(nèi)存泄漏問題，比如堆內(nèi)存使用量增加的情況，并及時(shí)采取措施解決這些問題，以確保應(yīng)用程序的正常運(yùn)行和良好的性能表現(xiàn)。

另外，通過(guò) Chrome 和 Firefox 的開發(fā)者工具提供的內(nèi)存工具，可以進(jìn)一步探索內(nèi)存使用情況。隊(duì)列內(nèi)存使用快照的比較可以顯示在兩個(gè)快照之間分配了多少內(nèi)存以及分配的位置，并提供額外信息來(lái)幫助識(shí)別代碼中存在問題的對(duì)象。這些工具為開發(fā)者提供了便利，能夠更好地進(jìn)行內(nèi)存管理和性能優(yōu)化，提高應(yīng)用程序的質(zhì)量和性能。

JavaScript 代碼中常見的內(nèi)存泄漏的常見來(lái)源： 研究?jī)?nèi)存泄漏問題就相當(dāng)于尋找符合垃圾回收機(jī)制的編程方式，有效避免對(duì)象引用的問題。下面小編就為大家介紹幾個(gè)常見的容易導(dǎo)致內(nèi)存泄漏的地方： 1. 全局變量 全局變量始終存儲(chǔ)在根目錄下，且永遠(yuǎn)不會(huì)被回收。而在 JavaScript 的開發(fā)中，一些錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致局部變量被轉(zhuǎn)換到了全局，尤其是在非嚴(yán)格的代碼模式下。下面是兩個(gè)常見的局部變量被轉(zhuǎn)化到全局變量的情況：

為未聲明的變量賦值

使用 this 指向全局對(duì)象。

function createGlobalVariables() {
  leaking1 = 'I leak into the global scope'; // 為未聲明的變量賦值
  this.leaking2 = 'I also leak into the global scope'; // 使用this指向全局對(duì)象
};
createGlobalVariables();
window.leaking1; 
window.leaking2;

** 注意：** 嚴(yán)格模式（"use strict"）將幫助您避免上面示例中的內(nèi)存泄漏和控制臺(tái)錯(cuò)誤。 2. 閉包 函數(shù)中定義的變量會(huì)在函數(shù)退出調(diào)用棧并且在函數(shù)外部沒有指向它的引用時(shí)被清除。而閉包則會(huì)保持被引用的變量一直存在，即便函數(shù)的執(zhí)行已經(jīng)終止。

function outer() {
  const potentiallyHugeArray = [];

  return function inner() {
    potentiallyHugeArray.push('Hello'); // function inner is closed over the potentiallyHugeArray variable
    console.log('Hello');
  };
};
const sayHello = outer(); // contains definition of the function inner

function repeat(fn, num) {
  for (let i = 0; i < num; i++){
    fn();
  }
}
repeat(sayHello, 10); // each sayHello call pushes another 'Hello' to the potentiallyHugeArray

// now imagine repeat(sayHello, 100000)

在這個(gè)例子中，potentiallyHugeArray 從未被任何函數(shù)返回，也無(wú)法被訪問，但它的大小會(huì)隨著調(diào)用 inner 方法的次數(shù)而增長(zhǎng)。 3. 定時(shí)器 在 JavaScript 中，使用使用 setTimeout 或 setInterval 函數(shù)引用對(duì)象是防止對(duì)象被垃圾回收的最常見方法。當(dāng)在代碼中設(shè)置循環(huán)定時(shí)器（可以使 setTimeout 表現(xiàn)得像 setInterval，即使其遞歸）時(shí)，只要回調(diào)可調(diào)用，定時(shí)器回調(diào)對(duì)象的引用就會(huì)永遠(yuǎn)保持活動(dòng)狀態(tài)。 例如下面的這段代碼，只有在移除定時(shí)器后，data 對(duì)象才會(huì)被垃圾回收。在沒有移除 setInterval 之前，它永遠(yuǎn)不會(huì)被刪除，并且 data.hugeString 會(huì)一直保留在內(nèi)存中，直到應(yīng)用程序停止。

function setCallback() {
  const data = {
    counter: 0,
    hugeString: new Array(100000).join('x')
  };

  return function cb() {
    data.counter++; // data object is now part of the callback's scope
    console.log(data.counter);
  }
}

setInterval(setCallback(), 1000); // how do we stop it?

那么應(yīng)該如何避免上述這種情況的發(fā)生呢？可以從以下兩個(gè)方法入手：

注意定時(shí)器回調(diào)引用的對(duì)象。

必要時(shí)取消定時(shí)器。

如下方的代碼所示：

function setCallback() {
  // 'unpacking' the data object
  let counter = 0;
  const hugeString = new Array(100000).join('x'); // gets removed when the setCallback returns

  return function cb() {
    counter++; // only counter is part of the callback's scope
    console.log(counter);
  }
}

const timerId = setInterval(setCallback(), 1000); // saving the interval ID

// doing something ...

clearInterval(timerId); // stopping the timer i.e. if button pressed

4. 事件監(jiān)聽 活動(dòng)的事件監(jiān)聽器會(huì)阻止其范圍內(nèi)的所有變量被回收。一旦添加，事件監(jiān)聽器會(huì)一直生效，直到下面兩種情況的發(fā)生：

通過(guò) removeEventListener () 移除。

相關(guān)聯(lián)的 DOM 元素被移除。

在下面的示例中，使用匿名內(nèi)聯(lián)函數(shù)作為事件監(jiān)聽器，這意味著它不能與 removeEventListener () 一起使用。此外，由于 document 不能被移除，觸發(fā)方法中的內(nèi)容會(huì)一直駐留內(nèi)存，即使只使用它觸發(fā)一次。

const hugeString = new Array(100000).join('x');

document.addEventListener('keyup', function() { // anonymous inline function - can't remove it
  doSomething(hugeString); // hugeString is now forever kept in the callback's scope
});

那么如何避免這種情況呢？可以通過(guò) removeEventListener () 釋放監(jiān)聽器：

?

?

function listener() {
  doSomething(hugeString);
}

document.addEventListener('keyup', listener); // named function can be referenced here...
document.removeEventListener('keyup', listener); // ...and here

如果事件監(jiān)聽器只需要運(yùn)行一次，addEventListener () 可以帶有第三個(gè)參數(shù)，一個(gè)提供附加選項(xiàng)的對(duì)象。只要將 {once: true} 作為第三個(gè)參數(shù)傳遞給 addEventListener ()，監(jiān)聽器將在事件處理一次后自動(dòng)刪除。

document.addEventListener('keyup', function listener() {
  doSomething(hugeString);
}, {once: true}); // listener will be removed after running once

5. 緩存 如果不斷向緩存中添加內(nèi)容，而未使用的對(duì)象也沒有移除，也沒有限制緩存的大小，那么緩存的大小就會(huì)無(wú)限增長(zhǎng)：

let user_1 = { name: "Peter", id: 12345 };
let user_2 = { name: "Mark", id: 54321 };
const mapCache = new Map();

function cache(obj){
  if (!mapCache.has(obj)){
    const value = `${obj.name} has an id of ${obj.id}`;
    mapCache.set(obj, value);

    return [value, 'computed'];
  }

  return [mapCache.get(obj), 'cached'];
}

cache(user_1); // ['Peter has an id of 12345', 'computed']
cache(user_1); // ['Peter has an id of 12345', 'cached']
cache(user_2); // ['Mark has an id of 54321', 'computed']

console.log(mapCache); // ((…) => "Peter has an id of 12345", (…) => "Mark has an id of 54321")
user_1 = null; // removing the inactive user

// Garbage Collector
console.log(mapCache); // ((…) => "Peter has an id of 12345", (…) => "Mark has an id of 54321") // first entry is still in cache

為了解決這個(gè)問題，需要清除不需要的緩存： 一種有效的解決內(nèi)存泄漏問題的方法是使用 WeakMap。它是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中鍵引用被保持為弱引用，并且僅接受對(duì)象作為鍵。如果使用對(duì)象作為鍵，并且它是唯一引用該對(duì)象的引用，相關(guān)條目將從緩存中移除，并進(jìn)行垃圾回收。在下面的示例中，當(dāng)替換 user_1 后，與之關(guān)聯(lián)的條目將在下一次垃圾回收時(shí)自動(dòng)從 WeakMap 中移除。

let user_1 = { name: "Peter", id: 12345 };
let user_2 = { name: "Mark", id: 54321 };
const weakMapCache = new WeakMap();

function cache(obj){
  // ...same as above, but with weakMapCache

  return [weakMapCache.get(obj), 'cached'];
}

cache(user_1); // ['Peter has an id of 12345', 'computed']
cache(user_2); // ['Mark has an id of 54321', 'computed']
console.log(weakMapCache); // ((…) => "Peter has an id of 12345", (…) => "Mark has an id of 54321"}
user_1 = null; // removing the inactive user

// Garbage Collector

console.log(weakMapCache); // ((…) => "Mark has an id of 54321") - first entry gets garbage collected

結(jié)論 對(duì)于復(fù)雜的應(yīng)用程序，檢測(cè)和修復(fù) JavaScript 內(nèi)存泄漏問題可能是一項(xiàng)非常艱巨的任務(wù)。了解內(nèi)存泄漏的常見原因以防止它們發(fā)生是非常重要的。在涉及內(nèi)存和性能方面，最重要的是用戶體驗(yàn)，這才是最重要的。

編輯：黃飛

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