JS【详解】内存泄漏（含泄漏场景、避免方案、检测方法），垃圾回收 GC （含引用计数、标记清除、标记整理、分代式垃圾回收）

内存泄漏

在执行一个长期运行的应用程序时，应用程序分配的内存没有被释放，导致可用内存逐渐减少，最终可能导致浏览器崩溃或者应用性能严重下降的情况，即 JS 内存泄漏

可能导致内存泄漏的场景

• 不断创建全局变量
• 未及时清理的闭包：如果闭包中引用了外部的变量，而这个变量又没有被及时释放，就可能发生内存泄漏。
• DOM元素的引用：如果一个DOM元素被保存在一个JavaScript变量中，但是页面上该DOM元素被移除，这个变量仍然引用着这个DOM元素，导致它无法被垃圾回收。
• 事件监听器：如果一个DOM元素添加了事件监听器，但在移除该元素之前没有移除事件监听器，则可能发生内存泄漏。
• 循环引用：两个对象相互引用，导致它们不能被垃圾回收。（现代浏览器改用标记清除的垃圾回收机制，已解决了此问题）

vue 中内存泄漏的场景

组件销毁时未清除全局变量的引用、函数引用、全局事件、自定义事件、定时器。

// 全局变量引用vue实例上的响应式变量
window.list = this.list
// 全局变量引用vue实例上的函数
window.copy = this.copy

如何避免内存泄漏？

• 避免创建全局变量。
• 使用严格模式或者let/const声明变量。
• 及时解除DOM元素的引用。
• 在移除DOM元素之前，移除相关的事件监听器。
• 使用弱引用或者引用计数来处理循环引用的问题。（如使用 WeakMap 和WeakSet）
• 使用工具或者浏览器自带的开发者工具检测和分析内存使用情况，找出潜在的内存泄漏。
• 编写单元测试以确保内存的正确释放。
• 使用try/catch/finally来确保资源在异常发生时也能被正确释放。
• 定期进行垃圾回收（例如在JavaScript中可以使用window.gc()来强制进行垃圾回收，但这不是标准方法，并且不建议在生产环境中使用）。

检测 JS 内存泄漏的方法

可使用浏览器自带的开发者工具

上图中，HEAP值随时间一直上升，即发生了内存泄漏

正常的内存应该如下图（每隔一段时间，就会进行垃圾回收下降）

垃圾回收 GC

GC 是垃圾回收（Garbage Collection）的缩写，是由 JavaScript 引擎自动执行的自动内存管理机制，用于检测和清除不再使用的数据，以释放内存空间。

垃圾回收的目的是减少内存泄漏和提高程序的性能。

JS 垃圾回收的算法

引用计数（之前）

通过跟踪每个对象被引用的次数来确定对象是否为垃圾。

逻辑

• 当一个对象被创建时，其引用计数器初始化为1。
• 当该对象被其他对象引用时，引用计数器加1。
• 当该对象不再被其他对象引用时，引用计数器减1。
• 当引用计数器减至0时，意味着该对象不再被引用，可以被垃圾收集器回收。

// 创建一个对象
let obj = { name: "test" };
// 创建一个引用指向对象
let ref1 = obj;//引用计数+1 1
​
// 创建另一个引用指向对象
let ref2 = obj;//引用计数+1 2
​
// 引用失效
ref1 = null;//引用计数-1 1
ref2 = null;//引用计数-1 0
​
// 引用计数为0，对象可以被回收

优点

• 实时回收：在对象不再被引用时立即回收，不需要等待垃圾收集器的运行。这可以减少内存占用和提高程序的性能。
• 简单高效：实现起来相对容易，不需要复杂的算法和数据结构。

缺点

• 两个或多个对象相互引用时，无法被回收，导致内存泄漏
• 引用计数需要占用额外的内存空间，而且每次添加、删除引用都需要更新计数，增加了额外的开销。

标记清除（现代）

通过标记不再使用的对象，然后清除这些对象的内存空间，以便后续的内存分配使用。

逻辑

• 在标记阶段，垃圾回收器会对内存中的所有对象进行遍历，从根对象开始（通常是全局对象）递归地遍历对象的引用关系。对于每个被访问到的对象，垃圾回收器会给它打上标记，表示该对象是可达的，即不是垃圾。
• 在清除阶段，垃圾回收器会遍历整个内存，对于没有标记的对象，即被判定为垃圾的对象，会被立即回收，释放内存空间。

优点

• 简单有效：算法相对简单，容易实现
• 可清除循环引用

缺点

• 会暂停程序的执行，进行垃圾回收操作。当堆中对象较多时，可能会导致明显的停顿，影响用户体验。
• 会在回收过程中产生大量的不连续的、碎片化的内存空间。这可能导致后续的内存分配难以找到足够大的连续内存块，从而使得内存的利用率降低。

标记整理（优化）

在标记清除的基础上，增加了整理

逻辑

• 在标记阶段，标记活动对象
• 在整理阶段，将内存中的活动对象移动到一端，使得空闲空间连续，并且没有碎片化。
• 在清除阶段，清除垃圾，回收内存

优点

• 解决了标记-清除算法产生的碎片化问题，使得内存空间得到更好的利用，减少了空间的浪费。

缺点

• 会暂停程序的执行，进行垃圾回收操作。当堆中对象较多时，可能会导致明显的停顿，影响用户体验。

V8 引擎的垃圾回收策略

V8是一种由Google开发的用于执行JavaScript 的开源引擎，用于浏览器和Node.js

分代式垃圾回收

将内存划分为新生代（Young Generation）和老生代（Old Generation）两个代：

• 新生代：存放的是存活时间较短的对象（经过一次垃圾回收后,就被释放回收掉），采用了基于Scavenge算法的快速垃圾回收策略，通过将内存分为两个半空间来进行垃圾回收，优化了对象的分配和回收过程。
• 老生代：存放的是存活时间较长的对象（经过多次垃圾回收后仍存在），采用了基于标记-整理-清除算法的全垃圾回收策略，通过对整个堆进行标记和整理，以减少内存的碎片化，提高内存利用率。

更多详情可参考
https://zhuanlan.zhihu.com/p/689678104