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深入淺出JavaScript內存泄漏

在過去一些的時候，Web開發(fā)人員并沒有太多的去關注內存泄露問題。那時的頁面間聯(lián)系大都比較簡單，并主要使用不同的連接地址在同一個站點中導航，這樣的設計方式是非常有利于瀏覽器釋放資源的。即使Web頁面運行中真的出現(xiàn)了資源泄漏，那它的影響也是非常有限而且常常是不會被人在意的。

創(chuàng)新互聯(lián)是一家專業(yè)提供米易企業(yè)網站建設,專注與網站設計、成都網站建設、html5、小程序制作等業(yè)務。10年已為米易眾多企業(yè)、政府機構等服務。創(chuàng)新互聯(lián)專業(yè)網站設計公司優(yōu)惠進行中。

推薦閱讀：早該知道的7個JavaScript技巧

今天人們對Web應用有了高更的要求。一個頁面很可能數(shù)小時不會發(fā)生URL跳轉，并同時通過Web服務動態(tài)的更新頁面內容。復雜的事件關聯(lián)設計、基于對象的JavaScript和DHTML技術的廣泛采用，使得代碼的能力達到了其承受的極限。在這樣的情況和改變下，弄清楚內存泄露方式變得非常的急迫，特別是過去這些問題都被傳統(tǒng)的頁面導航方法給屏蔽了。

還算好的事情是，當你明確了希望尋找什么時，內存泄露方式是比較容易被確定的。大多數(shù)你能遇到的泄露問題我們都已經知道，你只需要少量額外的工作就會給你 帶來好處。雖然在一些頁面中少量的小泄漏問題仍會發(fā)生，但是主要的問題還是很容易解決的。

泄露方式

在接下來的內容中，我們會討論內存泄露方式，并為每種方式給出示例。其中一個重要的示例是JavaScript中的Closure技術，另一個示例是在事件執(zhí)行 中使用Closures。當你熟悉本示例后，你就能找出并修改你已有的大多數(shù)內存泄漏問題，但是其它Closure相關的問題可能又會被忽視。

現(xiàn)在讓我們來看看這些個方式都有什么：

 1、循環(huán)引用(Circular References) — IE瀏覽器的COM組件產生的對象實例和網頁腳本引擎產生的對象實例相互引用，就會造成內存泄漏。這也是Web頁面中我們遇到的最常見和主要的泄漏方式；

 2、內部函數(shù)引用(Closures) — Closures可以看成是目前引起大量問題的循環(huán)應用的一種特殊形式。由于依賴指定的關鍵字和語法結構，Closures調用是比較容易被我們發(fā)現(xiàn)的；

 3、頁面交叉泄漏(Cross-Page Leaks) — 頁面交叉泄漏其實是一種較小的泄漏，它通常在你瀏覽過程中，由于內部對象薄計引起。下面我們會討論DOM插入順序的問題，在那個示例中你會發(fā)現(xiàn)只需要改動 少量的代碼，我們就可以避免對象薄計對對象構建帶來的影響；

 4、貌似泄漏(Pseudo-Leaks) — 這個不是真正的意義上的泄漏，不過如果你不了解它，你可能會在你的可用內存資源變得越來越少的時候極度郁悶。為了演示這個問題，我們將通過重寫 Script元素中的內容來引發(fā)大量內存的"泄漏"。

循環(huán)引用

循環(huán)引用基本上是所有泄漏的始作俑者。通常情況下，腳本引擎通過垃圾收集器(GC)來處理循環(huán)引用，但是某些未知因數(shù)可能會妨礙從其環(huán)境中釋放資源。對于 IE來說，某些DOM對象實例的狀態(tài)是腳本無法得知的。下面是它們的基本原則：

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Figure 1: 基本的循環(huán)引用模型

本模型中引起的泄漏問題基于COM的引用計數(shù)。腳本引擎對象會維持對DOM對象的引用，并在清理和釋放DOM對象指針前等待所有引用的移除。在我們的示例 中，我們的腳本引擎對象上有兩個引用：腳本引擎作用域和DOM對象的expando屬性。

當終止腳本引擎時第一個引用會釋放，DOM對象引用由于在等待腳 本擎的釋放而并不會被釋放。你可能會認為檢測并修復假設的這類問題會非常的容易，但事實上這樣基本的的示例只是冰山一角。你可能會在30個對象鏈的末尾發(fā) 生循環(huán)引用，這樣的問題排查起來將會是一場噩夢。如果你仍不清楚這種泄漏方式在HTML代碼里到底怎樣，你可以通過一個全局腳本變量和一個DOM對象來引發(fā)并展現(xiàn)它。

 
 
 
    
  
  
  
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    • 你可以使用直接賦null值得方式來破壞該泄漏情形。在頁面文檔卸載前賦null值，將會讓腳本引擎知道對象間的引用鏈沒有了?，F(xiàn)在它將能正常的清理引用 并釋放DOM對象。在這個示例中，作為Web開發(fā)員的你因該更多的了解了對象間的關系。

    作為一個基本的情形，循環(huán)引用可能還有更多不同的復雜表現(xiàn)。對基于對象的JavaScript，一個通常用法是通過封裝JavaScript對象來擴充DOM對象。在 構建過程中，你常常會把DOM對象的引用放入JavaScript對象中，同時在DOM對象中也存放上對新近創(chuàng)建的JavaScript對象的引用。你的這種應用模式 將非常便于兩個對象之間的相互訪問。這是一個非常直接的循環(huán)引用問題，但是由于使用不用的語法形式可能并不會讓你在意。要破環(huán)這種使用情景可能變得更加復 雜，當然你同樣可以使用簡單的示例以便于清楚的討論。

     
 
 
      
  
  
  
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    • 更復雜的辦法還有記錄所有需要解除引用的對象和屬性，然后在Web文檔卸載的時候統(tǒng)一清理，但大多數(shù)時候你可能會再造成額外的泄漏情形，而并沒有解決你的 問題。

    閉包函數(shù)(Closures)

    由于閉包函數(shù)會使程序員在不知不覺中創(chuàng)建出循環(huán)引用，所以它對資源泄漏常常有著不可推卸的責任。而在閉包函數(shù)自己被釋放前，我們很難判斷父函數(shù)的參數(shù)以及 它的局部變量是否能被釋放。實際上閉包函數(shù)的使用已經很普通，以致人們頻繁的遇到這類問題時我們卻束手無策。在詳細了解了閉包背后的問題和一些特殊的閉包 泄漏示例后，我們將結合循環(huán)引用的圖示找到閉包的所在，并找出這些不受歡迎的引用來至何處。

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    Figure 2. 閉包函數(shù)引起的循環(huán)引用

    普通的循環(huán)引用，是兩個不可探知的對象相互引用造成的，但是閉包卻不同。代替直接造成引用，閉包函數(shù)則取而代之從其父函數(shù)作用域中引入信息。通常，函數(shù)的 局部變量和參數(shù)只能在該被調函數(shù)自身的生命周期里使用。當存在閉包函數(shù)后，這些變量和參數(shù)的引用會和閉包函數(shù)一起存在，但由于閉包函數(shù)可以超越其父函數(shù)的 生命周期而存在，所以父函數(shù)中的局部變量和參數(shù)也仍然能被訪問。

    在下面的示例中，參數(shù)1將在函數(shù)調用終止時正常被釋放。當我們加入了一個閉包函數(shù)后，一個 額外的引用產生，并且這個引用在閉包函數(shù)釋放前都不會被釋放。如果你碰巧將閉包函數(shù)放入了事件之中，那么你不得不手動從那個事件中將其移出。如果你把閉包 函數(shù)作為了一個expando屬性，那么你也需要通過置null將其清除。

    同時閉包會在每次調用中創(chuàng)建，也就是說當你調用包含閉包的函數(shù)兩次，你將得到兩個獨立的閉包，而且每個閉包都分別擁有對參數(shù)的引用。由于這些顯而易見的因 素，閉包確實非常用以帶來泄漏。下面的示例將展示使用閉包的主要泄漏因素：

     
 
 
      
  
  
  
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    • 如果你對怎么避免這類泄漏感到疑惑，我將告訴你處理它并不像處理普通循環(huán)引用那么簡單。"閉包"被看作函數(shù)作用域中的一個臨時對象。一旦函數(shù)執(zhí)行退出，你 將失去對閉包本身的引用，那么你將怎樣去調用detachEvent方法來清除引用呢？在Scott Isaacs的MSN Spaces上有一種解決這個問題的有趣方法。

    這個方法使用一個額外的引用(原文叫second closure，可是這個示例里致始致終只有一個closure)協(xié)助window對象執(zhí)行onUnload事件，由于這個額外的引用和閉包的引用存在于 同一個對象域中，于是我們可以借助它來釋放事件引用，從而完成引用移除。為了簡單起見我們將閉包的引用暫存在一個expando屬性中，下面的示例將向你 演示釋放事件引用和清除expando屬性。

     
 
 
      
  
  
  
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    • 在這篇文章中，實際上建議我們除非迫不得已盡量不要創(chuàng)建使用閉包。文章中的示例，給我們演示了非閉包的事件引用方式，即把閉包函數(shù)放到頁面的全局作用 域中。當閉包函數(shù)成為普通函數(shù)后，它將不再繼承其父函數(shù)的參數(shù)和局部變量，所以我們也就不用擔心基于閉包的循環(huán)引用了。在非必要的時候不使用閉包這樣的編 程方式可以盡量使我們的代碼避免這樣的問題。

    最后，腳本引擎開發(fā)組的Eric Lippert，給我們帶來了一篇關于閉包使用通俗易懂的好文章。他的最終建議也是希望在真正必要的時候才使用閉包函數(shù)。雖然他的文章沒有提及閉包會使用 的真正場景，但是這兒已有的大量示例非常有助于大家起步。

    頁面交叉泄漏(Cross-Page Leaks)

    這種基于插入順序而常常引起的泄漏問題，主要是由于對象創(chuàng)建過程中的臨時對象未能被及時清理和釋放造成的。它一般在動態(tài)創(chuàng)建頁面元素，并將其添加到頁面 DOM中時發(fā)生。一個最簡單的示例場景是我們動態(tài)創(chuàng)建兩個對象，并創(chuàng)建一個子元素和父元素間的臨時域（譯者注：這里的域(Scope)應該是指管理元素之 間層次結構關系的對象）。

    然后，當你將這兩個父子結構元素構成的的樹添加到頁面DOM樹中時，這兩個元素將會繼承頁面DOM中的層次管理域對象，并泄漏之 前創(chuàng)建的那個臨時域對象。下面的圖示示例了兩種動態(tài)創(chuàng)建并添加元素到頁面DOM中的方法。在第一種方法中，我們將每個子元素添加到它的直接父元素中，最后 再將創(chuàng)建好的整棵子樹添加到頁面DOM中。當一些相關條件合適時，這種方法將會由于臨時對象問題引起泄漏。在第二種方法中，我們自頂向下創(chuàng)建動態(tài)元素，并 使它們被創(chuàng)建后立即加入到頁面DOM結構中去。由于每個被加入的元素繼承了頁面DOM中的結構域對象，我們不需要創(chuàng)建任何的臨時域。這是避免潛在內存泄漏 發(fā)生的好方法。

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    Figure 3. DOM插入順序泄漏模型

    接下來，我們將給出一個躲避了大多數(shù)泄漏檢測算法的泄漏示例。因為我們實際上沒有泄漏任何可見的元素，并且由于被泄漏的對象太小從而你可能根本不會注意這 個問題。為了使我們的示例產生泄漏，在動態(tài)創(chuàng)建的元素結構中將不得不內聯(lián)的包含一個腳本函數(shù)指針。在我們設置好這些元素間的相互隸屬關系后這將會使我們泄 漏內部臨時腳本對象。由于這個泄漏很小，我們不得不將示例執(zhí)行成千上萬次。

    事實上，一個對象的泄漏只有很少的字節(jié)。在運行示例并將瀏覽器導航到一個空白頁 面，你將會看到兩個版本代碼在內存使用上的區(qū)別。當我們使用第一種方法，將子元素加入其父元素再將構成的子樹加入頁面DOM，我們的內存使用量會有微小的 上升。這就是一個交叉導航泄漏，只有當我們重新啟動IE進程這些泄漏的內存才會被釋放。如果你使用第二種方法將父元素加入頁面DOM再將子元素加入其父元 素中，同樣運行若干次后，你的內存使用量將不會再上升，這時你會發(fā)現(xiàn)你已經修復了交叉導航泄漏的問題。

     
 
 
      
  
  
  
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    7. Memory Leaking Insert 
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    8. Clean Insert 
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    • 這類泄漏應該被澄清，因為這個解決方法有悖于我們在IE中的一些有益經驗。創(chuàng)建帶有腳本對象的DOM元素，以及它們已進行的相互關聯(lián)是了解這個泄漏的關鍵 點。這實際上這對于泄漏來說是至關重要的，因為如果我們創(chuàng)建的DOM元素不包含任何的腳本對象，同時使用相同的方式將它們進行關聯(lián)，我們是不會有任何泄漏 問題的。示例中給出的第二種技巧對于關聯(lián)大的子樹結構可能更有效（由于在那個示例中我們一共只有兩個元素，所以建立一個和頁面DOM不相關的樹結構并不會 有什么效率問題）。

    第二個技巧是在創(chuàng)建元素的開始不關聯(lián)任何的腳本對象，所以你可以安全的創(chuàng)建子樹。當你把你的子樹關聯(lián)到頁面DOM上后，再繼續(xù)處理你需 要的腳本事件。牢記并遵守關于循環(huán)引用和閉包函數(shù)的使用規(guī)則，你不會再在掛接事件時在你的代碼中遇到不同的泄漏。

    我真的要指出這個問題，因為我們可以看出不是所有的內存泄漏都是可以很容易發(fā)現(xiàn)的。它們可能都是些微不足道的問題，但往往需要成千上萬次的執(zhí)行一個更小的 泄漏場景才能使問題顯現(xiàn)出來，就像DOM元素插入順序引起的問題那樣。如果你覺得使用所謂的"最佳"經驗來編程，那么你就可以高枕無憂，但是這個示例讓我 們看到，即使是"最佳"經驗似乎也可能帶來泄漏。我們這里的解決方案希望能提高這些已有的好經驗，或者介紹一些新經驗使我們避免泄漏發(fā)生的可能。

    貌似泄漏(Pseudo-Leaks)

    在大多數(shù)時候，一些APIs的實際的行為和它們預期的行為可能會導致你錯誤的判斷內存泄漏。貌似泄漏大多數(shù)時候總是出現(xiàn)在同一個頁面的動態(tài)腳本操作中，而 在從一個頁面跳轉到空白頁面的時候發(fā)生是非常少見的。那你怎么能象排除頁面間泄漏那樣來排除這個問題，并且在新任務運行中的內存使用量是否是你所期望的。 我們將使用腳本文本的重寫來作為一個貌似泄漏的示例。

    象DOM插入順序問題那樣，這個問題也需要依賴創(chuàng)建臨時對象來產生"泄漏"。對一個腳本元素對象內部的腳本文本一而再再而三的反復重寫，慢慢地你將開始泄 漏各種已關聯(lián)到被覆蓋內容中的腳本引擎對象。特別地，和腳本調試有關的對象被作為完全的代碼對象形式保留了下來。

     
 
 
      
  
  
  
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    6. Memory Leaking Insert 
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    如果你運行上面的示例代碼并使用任務管理器查看，當從"泄漏"頁面跳轉到空白頁面時，你并不會注意到任何腳本泄漏。因為這種腳本泄漏完全發(fā)生在頁面內部， 而且當你離開該頁面時被使用的內存就會回收。對于我們原本所期望的行為來說這樣的情況是糟糕的。

    你希望當重寫了腳本內容后，原來的腳本對象就應該徹底的從 頁面中消失。但事實上，由于被覆蓋的腳本對象可能已用作事件處理函數(shù)，并且還可能有一些未被清除的引用計數(shù)。正如你所看到的，這就是貌似泄漏。在表面上內存消耗量可能看起來非常的糟糕，但是這個原因是完全可以接受的。

    總結

    每一位Web開發(fā)員可能都整理有一份自己的代碼示例列表，當他們在代碼中看到如列表中的代碼時，他們會意識到泄漏的存在并會使用一些開發(fā)技巧來避免這些問 題。這樣的方法雖然簡單便捷，但這也是今天Web頁面內存泄漏普遍存在的原因?？紤]我們所討論的泄漏情景而不是關注獨立的代碼示例，你將會使用更加有效的策略來解決泄漏問題。這樣的觀念將使你在設計階段就把問題估計到，并且確保你有計劃來處理潛在的泄漏問題。

    使用編寫加固代碼（譯者注：就是異常處理或清理對象等的代碼）的習慣并且采取清理所有自己占用內存的方法。雖然對這個問題來說可能太夸張了，你也可能幾乎從沒有見到編寫腳本卻需要自己清理自己占用的內 存的情況；使這個問題變得越來越顯著的是，腳本變量和expando屬性間存在的潛在泄漏可能。


    網頁題目：深入淺出JavaScript內存泄漏
    文章路徑：http://www.5511xx.com/article/cdigjpo.html