什么是内存泄漏？程序的运行需要内存，就是标记清除

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什么是内存泄漏？

程序的运行需要内存。只要程序需要，操作系统或操作就必须提供内存。

对于持续运行的服务进程，必须及时释放内存，否则内存使用量会越来越高，至少会影响系统性能，导致进程崩溃。

不再使用且未及时释放的内存称为内存泄漏。

有些语言（如C语言）必须手动释放内存，由程序员负责内存管理。

这很麻烦，所以大多数语言都提供了自动内存管理来减轻程序员的负担。这称为“垃圾收集机制”。

javascript垃圾回收机制的原理：

为了解决内存泄漏，垃圾回收机制会周期性地（周期性地）找出那些不再使用的内存（变量），然后释放内存。

目前主流浏览器常用的垃圾回收机制有两种：标记移除和引用计数。

标记去除：

js 中最常用的垃圾回收方式是标记去除。当一个变量进入环境时，例如在函数中声明一个变量时，该变量被标记为“进入环境”。从逻辑上讲，环境变量占用的内存是永远无法释放的，因为只要执行流程进入相应的环境，就有可能被使用。当变量离开环境时，它被标记为“离开环境”。

function test(){
    var a = 10;    //被标记"进入环境"
    var b = "hello";    //被标记"进入环境"
}
test();    //执行完毕后之后，a和b又被标记"离开环境"，被回收

垃圾回收机制运行时，会对内存中存储的所有变量进行标记（可以是任何标记方法），然后将环境中的变量和环境变量标记所引用的变量（关闭）。之后，剩余的标记变量被视为要删除的变量，因为环境中的变量无法再访问这些变量。最后，当垃圾回收机制在下一个周期运行时，这些变量的内存将被释放，它们所占用的空间将被回收。

目前 IE、Firefox、Opera、Chrome、Safari 的 js 实现均采用标记清除垃圾回收策略或类似策略，但垃圾回收间隔各不相同。

引用计数：

语言引擎有一个“引用表”，用于存储对内存中所有资源（通常是各种值）的引用次数。如果某个值的引用次数为0，则表示该值不再使用，可以释放这块内存。

上图中左下角的两个值没有被引用，所以可以释放。

如果一个值不再需要，但引用次数不为0，垃圾回收机制无法释放这块内存，导致内存泄漏。

const arr = [1,2,3,4];
console.log("hello world");

上面代码中，数组[1,2,3,4]是一个值，会占用内存。变量arr是这个值的唯一引用，所以引用次数为1。下面的代码虽然没有使用arr，但是会继续占用内存。

如果添加一行代码去掉arr对[1,2,3,4]的引用，这块内存可以通过垃圾回收机制释放。

let arr = [1,2,3,4];
console.log("hello world");
arr = null;

上面代码中，将arr重置为null会移除对[1, 2, 3, 4]的引用，引用次数变为0，可以释放内存。

所以，并不是说有了垃圾回收机制，程序员就轻松了。仍然需要注意内存占用：一旦占用大量空间的值不再使用，必须检查是否还有对它们的引用。如果是这样，您必须手动取消引用

内存泄漏的识别方法

如何观察内存泄漏？

经验法则是，如果连续五次垃圾回收后，内存使用量变得大于一次，就会发生内存泄漏。这需要实时查看内存使用情况。

1 个浏览器

在 Chrome 浏览器中检查内存使用情况并按照以下步骤操作。

打开开发者工具，选择Timeline面板，勾选上方Capture区域的Memory，点击左上角的record按钮。对页面进行各种操作，模拟用户的使用情况。一段时间后，点击对话框中的停止按钮，面板上会显示这段时间的内存使用情况。

如果内存使用情况基本稳定且接近该水平，则说明没有内存泄漏。

相反，存在内存泄漏。

2 命令行

命令行可以使用Node提供的方法。

console.log(process.memoryUsage());
// { rss: 27709440,
//  heapTotal: 5685248,
//  heapUsed: 3449392,
//  external: 8772 }

process.memoryUsage 返回一个对象，其中包含 Node 进程的内存使用信息。该对象包含四个字段，单位为字节，含义如下。

判断内存泄漏，以heapUsed字段为准。

弱映射

如前所述，及时清除引用非常重要。但是，记不住那么多，有时候一不小心就忘了，所以内存泄漏就这么多了。

创建新引用时最好有方法声明，哪些引用必须手动清除，哪些引用可以忽略。当其他引用消失时，垃圾回收机制可以释放内存。这样可以大大减轻程序员的负担，只要清除主引用即可。

ES6 考虑到了这一点并引入了两种新的数据结构：和。它们对值的引用不包含在垃圾收集机制中，所以名称中会有一个“Weak”，表示这是一个弱引用。

下面以 WeakMap 为例，看看它是如何解决内存泄漏的。

const wm = new WeakMap();
const element = document.getElementById(example);
wm.set(element, some information);
wm.get(element) // "some information"

在上面的代码中，首先创建了一个 Weakmap 实例。然后，在实例中存储一个DOM节点作为键名，以及一些附加信息作为键值，一起存储在WeakMap中。此时对WeakMap中元素的引用是弱引用，不会被垃圾回收机制计算在内。

也就是说，DOM节点对象的引用计数是1，而不是2。这时候，一旦对节点的引用被清除，它所占用的内存就会被垃圾回收机制释放。 Weakmap 保存的键值对也会自动消失。

基本上，如果想在不干扰垃圾回收机制的情况下向对象添加数据，可以使用WeakMap。

弱映射示例

WeakMap 示例很难演示，因为无法观察到其中的引用会自动消失。这时候去掉了其他的引用，也没有再引用WeakMap的key名，导致无法验证key名是否存在。

直到有一天，何世君老师想出了一个办法，如果引用指向的值占用大量内存，可以通过process.memoryUsage方法查看。

根据这个想法，网友vtxf补充了以下内容。

首先，打开 Node 命令行。

$ node --expose-gc

上面代码中，--expose-gc参数表示允许手动执行垃圾回收机制。

然后，执行以下代码。

// 手动执行一次垃圾回收，保证获取的内存使用状态准确
> global.gc(); 
undefined
// 查看内存占用的初始状态，heapUsed 为 4M 左右
> process.memoryUsage(); 
{ rss: 21106688,
  heapTotal: 7376896,
  heapUsed: 4153936,
  external: 9059 }
> let wm = new WeakMap();
undefined
> let b = new Object();
undefined
> global.gc();
undefined
// 此时，heapUsed 仍然为 4M 左右
> process.memoryUsage(); 
{ rss: 20537344,
  heapTotal: 9474048,
  heapUsed: 3967272,
  external: 8993 }
// 在 WeakMap 中添加一个键值对，
// 键名为对象 b，键值为一个 5*1024*1024 的数组  
> wm.set(b, new Array(5*1024*1024));
WeakMap {}
// 手动执行一次垃圾回收
> global.gc();
undefined
// 此时，heapUsed 为 45M 左右
> process.memoryUsage(); 
{ rss: 62652416,
  heapTotal: 51437568,
  heapUsed: 45911664,
  external: 8951 }
// 解除对象 b 的引用  
> b = null;
null
// 再次执行垃圾回收
> global.gc();
undefined
// 解除 b 的引用以后，heapUsed 变回 4M 左右
// 说明 WeakMap 中的那个长度为 5*1024*1024 的数组被销毁了
> process.memoryUsage(); 
{ rss: 20639744,
  heapTotal: 8425472,
  heapUsed: 3979792,
  external: 8956 }

在上面的代码中，只要外部引用消失，WeakMap的内部引用就会被垃圾回收自动清除。这表明在它的帮助下，解决内存泄漏会简单得多。

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