内存管理是编程中的重要课题，JavaScript 作为一种高级编程语言，提供了自动内存管理功能，开发者不需要显式分配或释放内存。然而，理解 JavaScript 的内存分配与垃圾回收机制，能够帮助我们优化代码性能并避免内存泄漏。
本文将从内存分配、内存生命周期、垃圾回收机制以及常见内存问题四个方面展开。
1. JavaScript 的内存分配
在 JavaScript 中，内存主要分为以下两种：
- 堆（Heap）：用于存储对象和函数的内存。
- 栈（Stack）：用于存储原始值（如字符串、数字、布尔值等）以及函数调用帧。
以下代码演示了堆和栈的内存分配：
// 栈内存
let a = 10;
let b = true;
let c = 'Hello';// 堆内存
let obj = { name: 'Alice', age: 25 };
let arr = [1, 2, 3];
- 栈内存：轻量级、存储简单数据，生命周期短。
- 堆内存：用于存储复杂结构，生命周期由垃圾回收机制决定。
2. 内存生命周期
JavaScript 中的内存生命周期分为以下三个阶段：
2.1 内存分配
当我们声明变量、创建对象或定义函数时，JavaScript 会自动分配内存。
let num = 42; // 分配内存存储数字
let obj = { name: 'Alice' }; // 分配内存存储对象
2.2 内存使用
在代码执行过程中，我们通过变量访问或操作已分配的内存。
console.log(obj.name); // 使用对象的属性
2.3 内存释放
当变量不再被引用时，垃圾回收机制会自动回收相应的内存。
obj = null; // 原来的对象将被标记为垃圾，等待回收
3. 垃圾回收机制
JavaScript 的垃圾回收机制基于**可达性（Reachability）**的概念。换句话说，如果一个值可以通过某种引用被访问到，那么它就是可达的，否则会被视为垃圾并回收。
3.1 可达性分析
JavaScript 的垃圾回收器会从一组根（roots）开始检查所有的引用：
- 全局对象（如
window或global）。 - 当前函数调用栈中的局部变量。
任何从根对象可达的值都会被保留，否则将被回收。
3.2 常见垃圾回收算法
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标记-清除（Mark-and-Sweep）
- 垃圾回收器从根对象开始，标记所有可达的对象。
- 未被标记的对象将被视为垃圾并回收。
-
引用计数（Reference Counting）
- 每个对象维护一个引用计数，当计数为 0 时，回收对象。
- 缺点：无法处理循环引用。
示例循环引用问题：
let obj1 = {}; let obj2 = {}; obj1.ref = obj2; obj2.ref = obj1; // 即使 obj1 和 obj2 都被置为 null，它们仍然互相引用，导致内存泄漏。
4. 常见内存问题与优化
4.1 内存泄漏
内存泄漏是指分配的内存无法被回收，常见的内存泄漏包括：
-
意外的全局变量
function leak() {myVar = 'I am leaked!'; // 未使用 `let` 或 `const`，自动成为全局变量 } -
被遗忘的计时器或回调
let timer = setInterval(() => console.log('Running...'), 1000); // 如果没有清除计时器，内存无法被释放。 clearInterval(timer); -
闭包导致的内存泄漏
function createClosure() {const largeData = new Array(1000).fill('data');return function () {console.log(largeData);}; } const closure = createClosure(); // largeData 被闭包引用，无法被回收。
4.2 内存优化技巧
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及时清理无用的引用
obj = null; // 解除对象引用 -
使用弱引用（WeakMap 或 WeakSet）
弱引用不会阻止对象被垃圾回收：
const weakMap = new WeakMap(); let key = {}; weakMap.set(key, 'value'); key = null; // key 被回收 -
避免大对象频繁创建销毁
重用内存较大的数据结构，避免频繁创建和销毁。
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工具辅助分析
使用浏览器开发者工具的内存分析工具，定位和解决内存泄漏。
总结
JavaScript 的内存管理和垃圾回收机制让开发者无需手动管理内存，但了解其工作原理对于编写高效、可靠的代码至关重要。通过优化内存分配、避免内存泄漏以及正确使用工具，我们可以大幅提升应用性能并降低内存使用风险。
