JavaScript垃圾收集-标记清除和引用计数

　　JavaScript具有自动垃圾收集机制，执行环境会负责管理代码执行过程中使用的内存。

 

　　垃圾收集机制原理：垃圾收集器会按照固定的时间间隔（或代码执行中预定的收集时间）， 周期性地执行这一操作：找出那些不再继续使用的变量，然后释放其占用的内存。

1.标记清除

　　JavaScript中最重用的垃圾收集方式是标记清除（mark-and-sweep）。Take is cheap, let me show you the code.

 

　　当运行addTen()这个函数的时候，就是当变量进入环境时，就将这个变量标记为“进入环境”。从逻辑上讲，永远不能释放进入环境的变量所占用的内存，因为只要执行流进入相应的环境，就可能会用到它们。而当变量离开环境时，则将其标记为“离开环境”。

function addTen(num){  
    var sum += num;  //垃圾收集已将这个变量标记为“进入环境”。
    return sum;      //垃圾收集已将这个变量标记为“离开环境”。
}
addTen(10);  //输出20

　　可以使用任何方式来标记变量。比如，可以通过翻转某个特殊的位来记录一个变量何时进入环境， 或者使用一个“进入环境的”变量列表及一个“离开环境的”变量列表来跟踪哪个变量发生了变化。说到底，如何标记变量其实并不重要，关键在于采取什么策略。

以下举一个简单释放内存例子：

var user = {name : 'scott', age : '21', gender : 'male'}; //在全局中定义变量，标记变量为“进入环境”

user = null;  //最后定义为null，释放内存

　　垃圾收集器在运行的时候会给存储在内存中的所有变量都加上标记（当然，可以使用任何标记方式）。然后，它会去掉环境中的变量以及被环境中的变量引用的变量的标记。而在此之后再被加上标记的变量将被视为准备删除的变量，原因是环境中的变量已经无法访问到这些变量了。最后，垃圾收集器完成内存清除工作，销毁那些带标记的值并回收它们所占用的内存空间。

1.引用计数

　　另一种不太常见的垃圾收集策略叫做引用计数（reference counting）。引用计数的含义是跟踪记录每个值被引用的次数。

　　当声明了一个变量并将一个引用类型值赋值该变量时，则这个值的引用次数就是1.如果同一个值又被赋给另外一个变量，则该值得引用次数加1。相反，如果包含对这个值引用的变量又取 得了另外一个值，则这个值的引用次数减 1。当这个值的引用次数变成 0时，则说明没有办法再访问这个值了，因而就可以将其占用的内存空间回收回来。这样，当垃圾收集器下次再运行时，它就会释放那 些引用次数为零的值所占用的内存。 

　　问题：循环引用。循环引用指的是对象A中包含一个指向对象B的指针，而对象B中也包含一个指向对象A的引用。请看下面这个例子

function problem(){     
    var objectA = new Object();
    var objectB = new Object(); 
 
    objectA.someOtherObject = objectB;
    objectB.anotherObject = objectA; 
} 

　　在这个例子中，objectA 和 objectB 通过各自的属性相互引用；也就是说，这两个对象的引用次数都是 2。

　　在采用标记清除策略的实现中，由于函数执行之后，这两个对象都离开了作用域，因此这种相互引用不是个问题。但在采用引用计数策略的实现中，当函数执行完毕后，objectA 和 objectB 还将继续存在，因为它们的引用次数永远不会是 0。

　　假如这个函数被重复多次调用，就会导致大量内存得不到回收。为此放弃了引用计数方式，转而采用标记清除来实现其垃圾收集机制。可是，引用计数导致的麻烦并未就此终结。

　　IE 中有一部分对象并不是原生 JavaScript 对象。例如，其 BOM 和 DOM 中的对象就是使用 C++以 COM（Component Object Model，组件对象模型）对象的形式实现的，而 COM对象的垃圾 收集机制采用的就是引用计数策略。

　　因此，即使 IE的 JavaScript引擎是使用标记清除策略来实现的，但 JavaScript访问的 COM对象依然是基于引用计数策略的。换句话说，只要在IE中涉及 COM对象，就会存在循环引用的问题。

　　下面这个简单的例子，展示了使用 COM对象导致的循环引用问题： 

var element = document.getElementById("some_element"); 
var myObject = new Object();
myObject.element = element; 
element.someObject = myObject; 

　　这个例子在一个 DOM元素（element）与一个原生 JavaScript对象（myObject）之间创建了循环引用。

　　其中，变量 myObject 有一个名为 element 的属性指向 element 对象；而变量 element 也有 一个属性名叫 someObject 回指 myObject。

　　由于存在这个循环引用，即使将例子中的 DOM从页面中移除，它也永远不会被回收。

　　为了避免类似这样的循环引用问题，最好是在不使用它们的时候手工断开原生 JavaScript 对象与 DOM元素之间的连接。例如，可以使用下面的代码消除前面例子创建的循环引用： 

myObject.element = null; 
element.someObject = null;

　　将变量设置为 null 意味着切断变量与它此前引用的值之间的连接。当垃圾收集器下次运行时，就会删除这些值并回收它们占用的内存。

　　为了解决上述问题，IE9把 BOM和 DOM对象都转换成了真正的 JavaScript对象。这样，就避免了两种垃圾收集算法并存导致的问题，也消除了常见的内存泄漏现象。

　　参考《JavaScript高级程序设计》