一、什么是内存泄漏? 程序的运行需要内存。只要程序提出要求,操作系统或者运行时(runtime)就必须供给内存。 对于持续运行的服务进程(daemon),必须及时释放不再用到的内存。否则,内存占用越来越高,轻则影响系统性能,重则导致进程崩溃。 不再用到的内存,没有及时释放,就叫做内存泄漏(memory leak)。 有些语言(比如 C 语言)必须手动释放内存,程序员负责内存管理。
上面是 C 语言代码,malloc方法用来申请内存,使用完毕之后,必须自己用free方法释放内存。 这很麻烦,所以大多数语言提供自动内存管理,减轻程序员的负担,这被称为”垃圾回收机制”(garbage collector)。 二、垃圾回收机制 垃圾回收机制怎么知道,哪些内存不再需要呢? 最常使用的方法叫做“引用计数”(reference counting):语言引擎有一张”引用表”,保存了内存里面所有的资源(通常是各种值)的引用次数。如果一个值的引用次数是0,就表示这个值不再用到了,因此可以将这块内存释放。 上图中,左下角的两个值,没有任何引用,所以可以释放。 如果一个值不再需要了,引用数却不为0,垃圾回收机制无法释放这块内存,从而导致内存泄漏。
上面代码中,数组[1, 2, 3, 4]是一个值,会占用内存。变量arr是仅有的对这个值的引用,因此引用次数为1。尽管后面的代码没有用到arr,它还是会持续占用内存。 如果增加一行代码,解除arr对[1, 2, 3, 4]引用,这块内存就可以被垃圾回收机制释放了。
上面代码中,arr重置为null,就解除了对[1, 2, 3, 4]的引用,引用次数变成了0,内存就可以释放出来了。 因此,并不是说有了垃圾回收机制,程序员就轻松了。你还是需要关注内存占用:那些很占空间的值,一旦不再用到,你必须检查是否还存在对它们的引用。如果是的话,就必须手动解除引用。 三、内存泄漏的识别方法 怎样可以观察到内存泄漏呢? 经验法则是,如果连续五次垃圾回收之后,内存占用一次比一次大,就有内存泄漏。这就要求实时查看内存占用。 3.1 浏览器 Chrome 浏览器查看内存占用,按照以下步骤操作。 1、打开开发者工具,选择 Timeline 面板 2、在顶部的Capture字段里面勾选 Memory 3、点击左上角的录制按钮。 4、在页面上进行各种操作,模拟用户的使用情况。 5、一段时间后,点击对话框的 stop 按钮,面板上就会显示这段时间的内存占用情况。 如果内存占用基本平稳,接近水平,就说明不存在内存泄漏。 反之,就是内存泄漏了。 3.2 命令行 命令行可以使用 Node 提供的process.memoryUsage方法。
process.memoryUsage返回一个对象,包含了 Node 进程的内存占用信息。该对象包含四个字段,单位是字节,含义如下。
判断内存泄漏,以heapUsed字段为准。 四、WeakMap 前面说过,及时清除引用非常重要。但是,你不可能记得那么多,有时候一疏忽就忘了,所以才有那么多内存泄漏。 最好能有一种方法,在新建引用的时候就声明,哪些引用必须手动清除,哪些引用可以忽略不计,当其他引用消失以后,垃圾回收机制就可以释放内存。这样就能大大减轻程序员的负担,你只要清除主要引用就可以了。 ES6 考虑到了这一点,推出了两种新的数据结构:WeakSet 和 WeakMap。它们对于值的引用都是不计入垃圾回收机制的,所以名字里面才会有一个”Weak”,表示这是弱引用。 下面以 WeakMap 为例,看看它是怎么解决内存泄漏的。
上面代码中,先新建一个 Weakmap 实例。然后,将一个 DOM 节点作为键名存入该实例,并将一些附加信息作为键值,一起存放在 WeakMap 里面。这时,WeakMap 里面对element的引用就是弱引用,不会被计入垃圾回收机制。 也就是说,DOM 节点对象的引用计数是1,而不是2。这时,一旦消除对该节点的引用,它占用的内存就会被垃圾回收机制释放。Weakmap 保存的这个键值对,也会自动消失 |
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