JavaScript内存泄漏

JavaScript是一门非常灵活的动态语言,和Java一样,JavaScript也具有动态内存回收机制(垃圾回收)。也就是说,如果一个对象没有任何人引用了,内存就会被自动释放,不需要像C语言那样手动调用free()方法。

所以,避免JavaScript内存泄漏的唯一黄金法则就是:

不要引用不再需要的变量

但现实情况是,你一不小心就内存泄漏了。如果程序运行变慢,或者浏览器直接崩溃,那肯定是有内存泄漏问题了。内存泄漏的罪魁祸首无外乎下面三种情况(代码见GitHub):

  • 全局变量
  • 全局监听
  • 定时器

下面我们就分别用实例介绍这三种内存泄漏情况,并给出了修复内存泄漏的方法,以及用Chrome开发者工具查找内存泄漏的方法。

全局变量

全局变量是所有编程语言中最慎用的功能,JavaScript中有两种声明全局变量的方式:

  • 在任何函数外部声明变量
<script>
var leakObject = new LeakObject();
</script>
  • 给window添加属性
function addLeak () {
  window.leakObject = new LeakObject();
}

除了这两种主动声明全局变量的方式外,还有下面这两种非常隐蔽的方式也会声明全局变量,也就是最常见很隐蔽的内存泄漏的方式:

  • 不声明变量,直接给变量赋值(相当于给window增加了属性)
function addLeak () {
  leakObject = new LeakObject();
}
  • 函数体内给this赋值属性,但调用函数时不用对象去调用,而是直接调用函数(这时候this是window)
function addLeak () {
  this.leakObject = new LeakObject();
}

addLeak()

不过上面这2种情况可以通过设置“严格模式”避免,关于“严格模式”,可以参考MDN:Strict mode

那主动声明的全局变量如何释放内存了?答案就是主动将全局变量赋值成null:

function releaseLeak () {
  window.leakObject = null;
}

下面是完整代码1-global-variable.html

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<script>
'use strict';

function LeakObject () {
  this.value = new Array(1024 * 1024).join('X');
}

function addLeak () {
  window.leakObject = new LeakObject();
}

function releaseLeak () {
  window.leakObject = null;
}
</script>
</head>
<body>
<button onclick="addLeak()">Add Leak</button>
<button onclick="releaseLeak()">Release Leak</button>
</body>
</html>

打开Chrome开发者工具,切换到Memory页签,选择“Record allocation timeline”,点击开始。然后多次点击界面的“Add Leak"按钮,你会发现蓝色的内存分配的进度条在移动。这是因为每次点击按钮后,分配了1M的内存(为了测试效果明显new Array(1024 * 1024).join('X')),但覆盖了之前全局变量的值,所以之前的蓝色进度条变灰了,也就是内存被回收了。点击左上角的红色停止按钮,然后在搜索栏输入LeakObject,就会过滤出我们内存泄漏的变量。最后可以刷新浏览器,重新来一次,这此点击网页中的"Release Leak"按钮试试,你会发现这次就没有内存泄漏了。

1-global-variable.png

全局监听

全局监听是指加在window或者document对象上的监听,有两种添加方式:

  • window.on***,比如window.onresize
  • window.addEventListener

下面是全局监听的示例2-global-listener

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<script>
'use strict';

function LeakObject () {
  this.value = new Array(1024 * 1024).join('X');
}

function addLeak () {
  var leakObject = new LeakObject();
  window.onresize = function () {
    console.log(leakObject.value.length);
  };
}

function releaseLeak () {
  window.onresize = null;
}
</script>
</head>
<body>
<button onclick="addLeak()">Add Leak</button>
<button onclick="releaseLeak()">Release Leak</button>
</body>
</html>

给window.onresize赋值的匿名函数中用到了变量leakObject,只要这个函数还有人引用(比如window.onresize),leakObject不会被自动回收。想要修复内存泄漏的问题,就需要将全局监听删除。对于window.onresize的形式,直接将window.onresize赋值为null;对于window.addEventListener的形式,需要将匿名函数用变量保存起来(比如listener),然后调用window.removeEventListener(listener)。

定时器

有两类定时器:

  • setInterval 一般用于定时请求后台数据,刷新界面
  • requestAnimationFrame 一般用于动画,IE10或以上版本才支持。虽然setInverval也能用于实现动画功能,但requestAnimationFrame更有优势,比如浏览器切换到其他Tab页后,动画会被暂停

定时器示例如下3-setInterval

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<script>
'use strict';

function LeakObject () {
  this.value = new Array(1024 * 1024).join('X');
}

function addLeak () {
  var leakObject = new LeakObject();
  window._intervalId = setInterval(function () {
    console.log(leakObject.value.length);
  }, 1000);
}

function releaseLeak () {
  clearInterval(window._intervalId);
  window._intervalId = null;
}
</script>
</head>
<body>
<button onclick="addLeak()">Add Leak</button>
<button onclick="releaseLeak()">Release Leak</button>
</body>
</html>

计时器的回调函数中用到了leakObject,所以只要这个回调函数有人引用(window对象有引用),leakObject就不会被回收,修复方法是调用clearInterval、cancelAnimationFrame清除定时器。

定时器引起的内存泄漏,在内存快照中搜索不出来,但从内存分配中能看到。如下图,点击2次Add Leak按钮后,内存分配为2M,但搜索不到LeakObject:

3-setInterval.png

刚才的全局监听器和定时器都是由于闭包(Clousure)中引用了外部变量导致的内存泄漏,这里有个更明显的由于闭包引起的内存泄漏的例子4-closure

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<script type="text/javascript">
'use strict';

function LeakObject () {
  this.value = new Array(1024 * 1024).join('X');
}

var leakObject = null;

function addLeak() {
  var oldObj = leakObject;
  leakObject = {
    leakObj: new LeakObject(),
    closure: function () {
      console.log(oldObj);
    }
  };
}

function releaseLeak () {
  leakObject = null;
}
</script>
</head>
<body>
<button onclick="addLeak()">Add Leak</button>
<button onclick="releaseLeak()">Release Leak</button>
</body>
</html>

上面addLeak函数的代码相当于如下代码,也就是构造了一个对象链表:

function addLeak() {
  var oldObj = leakObject;
  leakObject = {
    leakObj: new LeakObject(),
    oldObj: oldObj
  };
}

不停的调用addLeak函数后,会引发一连串的内存泄漏:

4-closure.png

最后,IE6、7在对象相互引用时也会存在内存泄漏,相信现在没人用IE6、7了,这里就不介绍了。

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