JS前端的内存处理的方法全面详解

引言

在开发JS前端应用程序时，内存的使用和处理是至关重要的一部分。正确认识和处理内存，能够提高程序的性能和稳定性。在本文中，我们将对JS前端内存处理的方法进行全面详解，让读者具备清晰的认知和技能。

内存管理的重要性

内存管理是一项关键任务，在避免内存泄漏和提高系统性能方面具有很大的潜力。JavaScript是一种动态类型编程语言，它是通过垃圾收集器管理内存的。不像C++或Java这样的静态编程语言，开发者在使用JavaScript时通常不需要考虑new或delete的使用，对象和变量的创建和销毁都由JS引擎自动处理。

由于JS内存管理是自动的，所以开发者通常不需要直接操作内存。但是，理解内存模型和操作内存的基本概念是十分必要的。

内存模型

JavaScript引擎使用垃圾回收器来管理内存。它会寻找不再使用的对象，并将它们回收掉以腾出内存空间。

在JavaScript中，内存分为栈和堆两部分。

• 栈(stack): 栈是一种线性结构，具有后进先出(LIFO)的特性。JS引擎用栈来存储和跟踪函数调用及局部变量。当一个函数被调用时，它的参数 和 局部变量都被压入栈中，而 函数返回时，则栈顶元素 弹出 。每当一个函数被调用，引擎会为其创建一个新的栈帧(stack frame)。栈帧包含用于跟踪函数执行的数据，例如局部变量、参数和返回地址等。每当函数执行结束，相应的栈帧会被弹出栈。
• 堆(heap): 堆是一个能够快速无序访问的内存池。所有 JS 对象都在堆中创建。当一个对象被创建时，JS引擎会自动在堆中为其分配内存。堆是由大大小小不同的“块”组成的，这些块不一定是完全相邻的，也不一定均匀分配。

内存泄漏

内存泄漏( memory leak )指的是不再使用的内存空间没有被回收的情况。在JavaScript中，内存泄漏通常指的是没有正确地处理无法再被访问的对象而造成的，尤其是当DOM中有大量的元素未被清空时非常常见。

以下是几种常见的 JS 内存泄漏的情况：

• 全局变量重复创建导致内存泄漏
• 事件监听器没有被及时移除
• 闭包引起的内存泄漏
• 定时器的清除不当

JS内存处理的方法

在以上引言的基础上，我们接下来介绍几种常见的JS内存处理的方法：

1. 手动释放内存

虽然JavaScript垃圾收集器通常会自动回收内存，但有时候手动释放内存仍然是必要的。一些JS引擎中提供了一些API来放弃或close一个对象。手动释放内存的一种场景是关闭未使用的websocket。

下面是一些手动释放内存的代码示例：

//手动清空值为空的引用
let a = 10;
a = null; 

//删除对象不需要的属性
let obj = {x:1, y:2};
delete obj.x;

//手动调用捆绑对象的析构函数
function ObjectWithDestructor(){
    this.x = 1;
    this.y = 2;
}
ObjectWithDestructor.prototype.finalize = function() {
    // This function will be called when the object is removed from the heap
    console.log('Object has been removed from the heap');
};
var myObj = new ObjectWithDestructor();
// Manually removing the object:

myObj.finalize();

2.垃圾回收器

JS中最主要的内存处理方式就是垃圾回收器了，当一个对象被引用，引用计数器就会+1。反之，如果减到了0，那么JS引擎就会认为该对象可以被垃圾回收器回收了。这一过程通常在后台进行，开发者无法感知和进行干预。

下面是一些遇到怀疑内存泄漏的情况时，手动触发垃圾收集器的代码示例：

//将垃圾回收方法绑定到onClick的事件处理器上
document.getElementById('button').addEventListener('click', e => window.gc && window.gc());

3. 使用WeakMap

当类/对象/实例中存在循环引用时，这可能会导致内存泄漏。循环引用的数据结构极其难以处理，但是我们可以使用ES6中的WeakMap来避免它带来的问题。WeakMap是一种类似于Map的JS集合，但在对象和关联数据的引用关系中使用了弱引用。

下面是WeakMap的一个示例，当只要任意类或对象被释放时，weakMap引用的数据也被自动清理。

// 创建 WeakMap 并将其绑定到将要被回收的对象上
const wm = new WeakMap();
const clearAll = new Object();
wm.set(clearAll, []);

// 等待一段时间后再将该对象清除（在这里我们用 10 秒）
setTimeout(() => {
    // prompt user to run the garbage collector (查看前面的操作)

    // 清空WeakMap并重新初始化
    wm.set(clearAll, null);
    clearAll = null;
    wm = null;

    // 内存空间可以被回收
}, 10000);

总结

在开发JS前端应用程序时，内存的使用和处理是至关重要的一部分。理解内存管理的原理和内存模型、指 guidance，可以帮助开发者更好的写出优异的JS代码，并避免一些常见的问题。此外，掌握手动释放内存、垃圾回收和使用WeakMap三种内存处理方法，也会使Javascript性能更加高效稳健。

参考链接

• MDN-内存泄漏
• 深入理解Javascript垃圾回收机制
• Mat2ja个人Blog-JS内存管理