JavaScript浅析闭包和内存泄露的问题

我会带着你远行 2022-07-28 09:45 200阅读 0赞

JavaScript使用一种称为垃圾收集的技术来管理分配给它的内存。这与C这样的底层语言不同，C要求使用多少借多少，用完再释放回去。其他语言，比如 Objective-C，实现了一个引用计数系统来辅助完成这些工作，我们能够了解到有多少个程序块使用了一个特定的内存段，因而可以在不需要时清除这些内存段。  
  
  
JavaScript是一种高级语言，它一般是通过后台来维护这种计数系统。  
  
  
当JavaScript代码生成一个新的内存驻留项时（比如一个对象或函数），系统就会为这个项留出一块内存空间。因为这个对象可能会被传递给很多函数，并且会被指定给很多变量，所以很多代码都会指向这个对象的内存空间。JavaScript会跟踪这些指针，当最后一个指针废弃不用时，这个对象占用的内存会被释放。  
  
  
   A ---------> B ------------> C  
例如对象A有一个属性指向B，而B也有一个属性指向C。即使当前作用域中只有对象A有效，但由于指针的关系所有3个对象都必须保留在内存中。当离开A的当前作用域时（例如代码执行到声明A的函数的末尾处），垃圾收集器就可以释放A占用的内存。此时，由于没有什么指向B，因此B可以释放，最后，C也可以释放。  
  
  
然而，当对象间的引用关系变得复杂时，处理起来也会更加困难。  
  
  
   A ---------> B ------------> C  
                              ^、\_ \_ \_ \_ \_ \_ \_|  
这里，我们又为对象C添加了一个引用B的属性。在这种情况下，当A释放时，仍然有来自C的指针指向B。这种引用循环需要由JavaScript进行特殊的处理，但必须考虑到整个循环与作用域中的其他变量已经处于隔离状态。  
  
  
从这里我们可以看到，闭包问题的本质是作用域的问题，我平时写的闭包大多出现在：  
  
  
循环引用  
闭包可能会导致在不经意间创建循环引用。因为函数是必须保存在内存中的对象，所以位于函数执行上下文中的所有变量也需要保存在内存中：

function outerFn() {
        var outerVar = {};
        function innerFn() {
            console.log(outerVar);
        }
        outerVar.fn = innerFn;
        return innerFn;
    };

这里创建了一个名为 outerVar 的对象，该对象在内部函数innerFn()中被引用。然后，为 outerVar 创建了一个指向 innerFn()的属性，之后返回了innerFn()。这样就在 innerFn() 上创建了一个引用outerVar的闭包，而outerVar又引用了innerFn()。  
  
  
这会导致变量在内存中存在的时间比想象得长，而且又不容易被发现。这还不算完，还有可能会出现比这种情况更隐蔽的引用循环：

function outerFn() {
        var outerVar = {};
        function innerFn() {
            console.log('hello');
        }
        outerVar.fn = innerFn;
        return innerFn;
    };

这里我们修改了innerFn()，不再招惹 outerVar。但是，这样做仍然没有断开循环引用。  
即使innerFn()不再勾引 outerVar，outerVar 也仍然位于innerFn()的封闭环境中。由于闭包的原因，位于 outerFn()中的所有变量都隐含地被 innerFn()所引用。我们再想一想，在 java 中的内部类不也是类似当前情况吗，内部类能够‘看’外部的 this。此时此刻，正如彼时彼刻，竟如此相像。因此，闭包会使意外地创建这些引用循环变得易如反掌。  
  
  
DOM与JavaScript的循环  
虽然我很早就知道闭包，也在调试内存问题时在 chrome F12 里的 profile 是里看到 closure reference,但是并不清除这个问题的根源。因为上述情况通常不是什么问题，JavaScript能够检测到这些情况并在它们孤立时将其清除。  
  
  
最近看到关于这个问题的解释：在旧版本IE中存在一种难以处理的循环引用问题。  
  
  
当一个循环中同时包含DOM元素和常规JavaScript对象时，IE无法释放任何一个对象——因为这两类对象是由不同的内存管理程序负责管理的。  
除非关闭浏览器，否则这种循环在IE中永远得不到释放。为此，随着时间的推移，这可能会导致大量内存被无效地占用。  
  
  
导致这种循环的一个常见原因是简单的事件处理:

$(document).ready(function() {
        var button = document.getElementById('button-1');
            button.onclick = function() {
                console.log('hello');
            return false;
            };
    });

当指定单击事件处理程序时，就创建了一个在其封闭的环境中包含button变量的闭包。而且，现在的button也包含一个指向闭包（onclick属性自身）的引用。这样，就导致了在IE中即使离开当前页面也不会释放这个循环。  
为了释放内存，就需要断开循环引用，例如关闭窗口,删除onclick属性。另外，也可以像下面这样重写代码来  
  
  
避免这种闭包：

function hello() {
        console.log('hello');
        return false;
    }
    $(document).ready(function() {
        var button = document.getElementById('button-1');
        button.onclick = hello;
    });

因为hello()函数不再包含 button，引用就成了单向的（从button到hello）,不存的循环，所以就不会造成内存泄漏了。  
  
  
用jQuery化解引用循环  
  
  
下面，我们通过常规的jQuery结构来编写同样的代码：

$(document).ready(function() {
        var $button = $('#button-1');
        $button.click(function(event) {
            event.preventDefault();
            console.log('hello');
        });
    });

即使此时仍然会创建一个闭包，并且也会导致同前面一样的循环，但这里的代码却不会使 IE 发生内存泄漏。由于jQuery考虑到了内存泄漏的潜在危害，所以它会手动释放自己指定的所有事件处理程序。只要坚持使用jQuery的事件绑定方法，就无需为这种特定的常见原因导致的内存泄  
漏而担心。  
  
  
但是，这并不意味着我们完全脱离了险境。当对DOM元素进行其他操作时，仍然要处处留心。只要是将JavaScript对象指定给DOM元素，就可能在旧版本IE中导致内存泄漏。jQuery只是有助于减少发生这种情况的可能性。  
  
  
有鉴于此，jQuery为我们提供了另一个避免这种泄漏的工具。用.data()方法，将信息附加到DOM元素。由于这里的数据并非直接保存在扩展属性中（jQuery使用一个内部对象并通过它创建的ID来保存这里所说的数  
据），因此永远也不会构成引用循环，从而有效回避了内存泄漏问题。