JS中由閉包引發記憶體泄露的深思
目錄
- 一個存在記憶體泄露的閉包實例
- 什麼是記憶體泄露
- JS的垃圾回收機制
- 什麼是閉包
- 什麼原因導致了記憶體泄露
- 參考
1.一個存在記憶體泄露的閉包實例
var theThing = null;
var replaceThing = function () {
var originalThing = theThing;
var unused = function () {
if (originalThing)
console.log("hi");
};
theThing = {
longStr: new Array(1000000).join('*'),
someMethod: function () {
console.log(someMessage);
}
};
};
setInterval(replaceThing, 1000);
上面程式碼片段做了一件事情：每隔1秒後調用 replaceThing 函數，全局變數 theThing 得到一個包含一個大數組和一個新閉包（someMethod）的新對象。同時，變數 unused 是一個引用 originalThing 的閉包。
初看之下，感覺應該不存在什麼記憶體泄露問題。replaceThing 函數在每次調用完之後，應該就會釋放或銷毀 originalThing 和 unused 變數，畢竟這兩個變數只在函數內部聲明使用了，不能夠在 replaceThing 函數外面被使用。而留在記憶體中的就只剩每次新分配給全局變數 theThing 的新對象。
但實際上面的直觀感受是錯誤，因為沒有真正理解到閉包的實現原理。為了弄清楚上面的程式碼為什麼存在記憶體泄露，我們首先需要弄清楚幾個概念與原理：什麼是記憶體泄露？JS的垃圾回收機制？什麼是閉包？
（1）什麼是記憶體泄露
應用程式不再用到的記憶體，由於某些原因，沒有及時釋放，就叫做記憶體泄漏。
（2）JS的垃圾回收機制
不同的程式語言管理記憶體的方式各不相同。一些高級程式語言的解釋器或運行時嵌入了「垃圾回收器」，通過演算法可自動的進行記憶體的分配與釋放管理（比如 JavaScript、Java、C# 等）。另一些則寄希望於開發者自己手動地進行記憶體的分配與釋放管理（比如 C/C++ 等）。
而JavaScript 是通過垃圾回收器來進行記憶體管理，其實現是基於標記-清除演算法。而這個演算法把「對象是否不再需要」簡化定義為「對象是否可以獲得」。其假定設置一個叫做根（root）的對象（在Javascript里，根是全局對象）。在標記過程，垃圾回收器將定期從根開始，找所有從根開始引用的對象，然後找這些對象引用的對象……從根開始，垃圾回收器將找到所有可以獲得的對象和收集所有不能獲得的對象。標記完成後就進行清除過程。（可達記憶體被標記，其餘的被當作垃圾回收。）
（3）什麼是閉包。
開發人員經常錯誤將閉包簡化理解成從父上下文中返回內部函數，或則簡單歸納為能夠讀取其他函數內部變數的函數。
實際上，根據 ECMAScript，閉包指的是：
從理論角度：所有的函數。因為它們都在創建的時候就將上層上下文的數據保存起來了。哪怕是簡單的全局變數也是如此，因為函數中訪問全局變數就相當於是在訪問自由變數，這個時候使用最外層的作用域。
從實踐角度：以下函數才算是閉包：
即使創建它的上下文已經銷毀，它仍然存在（比如，內部函數從父函數中返回）
在程式碼中引用了自由變數
（4）什麼原因導致了記憶體泄露
我們這裡主要以實踐角度來理解我們所討論的閉包。
這裡需要弄明白一個問題：為什麼創建閉包函數的函數的上下文已經被銷毀了（常規理解就是函數調用棧釋放，函數內的臨時變數被回收等），閉包函數依舊可以讀取創建它的函數的內部變數？
從結果倒推，唯一能解釋這一點的就是：雖然創建閉包函數的函數的上下文已經被銷毀了，但被閉包函數所引用的變數沒有被回收。那具體是如何實現的呢？
為了深入理解這個問題，這裡就需要簡單的談一下函數中的作用域鏈：
當前函數的作用域鏈[[Scope]] = VO / AO + 父級函數的作用域鏈[[Scope]]
補充說明：VO 和 AO 分別表示變數對象和活動對象，而變數對象可以理解為保存了當前上下文數據（變數、函數聲明、函數參數）的一個對象，而活動對象是特殊的變數對象，簡單理解就是函數的變數對象我們一般稱之為活動對象，而在全局上下文里，全局對象自身就是變數對象。點擊查看詳細解釋
在JS內部實現中，每個函數都會有一個 [[Scope]] 屬性，表示當前函數的可以訪問的作用域鏈。其實質上就是一個對象數組，包含了函數能夠訪問到的所有標識符（變數、函數等），用以查找函數所使用的到的標識符。而數組中從左到右的對象依次對應了由內到外的其他函數（或全局）的活動（變數）對象。另外，在 ECMAScript 中，同一個父上下文中創建的閉包是共用一個 [[Scope]] 屬性的。換句話說，同一個函數內部的所有閉包共用這個函數的 [[Scope]] 屬性。
對於閉包函數來說，為了實現其所引用的變數不會被回收，會保留它的作用域鏈（即 [[Scope]] 屬性），不會被垃圾回收器回收。
那麼上面的示例中，閉包函數 unused 與 someMethod 的作用域鏈如下圖所示（函數和對象名加了數字後綴，用以區分replaceThing 函數多次調用而產生的同名函數與對象）
（1）replaceThing 函數第一次調用：
如上圖，在 replaceThing 函數第一次調用完，通過全局變數 theThing，可以訪問到閉包函數 someMehtod1，因此其作用域鏈也會被保留，即 replaceThing1.[[Scope]] 將被保留，所以閉包函數 unused1就算沒有被使用，也不會被回收。（全局變數直到程式運行結束前都不會被回收）
（2）replaceThing 函數第二次調用：
如上圖，在 replaceThing 函數第二次調用完，通過全局變數 theThing，可以訪問到閉包函數 someMehtod2，因此其作用域鏈也會被保留，即 replaceThing2.[[Scope]] 將被保留，所以閉包函數 unused2 與對象 originalThing2 也將被保留，不會被回收。由於 originalThing2 可以訪問到閉包函數 someMehtod1，因此之前第一次被保留的作用域鏈仍將繼續被保留。
當 replaceThing 函數繼續重複調用時，相當於上圖中虛線框中的內容不斷重複，而且相互之間類似形成一個鏈表，通過 全局變數 theThing 可以順著鏈表到查找到第一次調用產生的對象 [Object1]，這也就導致了垃圾回收器無法回收每次產生的新對象（裡面包含一個大數組和一個閉包），造成嚴重的記憶體泄漏。
2.參考
深入理解JavaScript系列（12）：變數對象（Variable Object）
深入理解JavaScript系列（14）：作用域鏈(Scope Chain)
深入理解JavaScript系列（16）：閉包（Closures）
