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JavaScript 如何管理內存

來源: 責編: 時間:2024-04-11 09:01:56 136觀看
導讀內存影響性能。當你的應用程序代碼消耗太多內存時,你會得到一個卡頓的應用程序,甚至可能會出現內存耗盡的崩潰。當你在web瀏覽器中運行一個應用程序時,大部分應用程序內存存儲在Javascript堆中,而這個堆位于計算機的RAM內

內存影響性能。當你的應用程序代碼消耗太多內存時,你會得到一個卡頓的應用程序,甚至可能會出現內存耗盡的崩潰。svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

當你在web瀏覽器中運行一個應用程序時,大部分應用程序內存存儲在Javascript堆中,而這個堆位于計算機的RAM內。在 Vue 或者 React 應用程序的上下文中,存儲在JS堆中的常見對象包括:組件實例、虛擬DOM,以及如果你使用狀態管理工具(Vuex、Pinia、Redux、mobx)的話,包含 State、Action 等。svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

當你與一個應用程序進行交互時,JS堆可能會隨著時間的推移而增長。你可以通過使用Chrome DevTools進行剖析時觀察到這種增長。svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

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我在瀏覽 Medium 首頁幾秒鐘后拍攝了上面的截圖。svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

由于內存增長會影響應用程序的性能,因此清除未使用的內存以釋放空間非常重要。Javascript引擎回收未使用內存的過程稱為垃圾回收(GC)。與某些語言(如C和C++)不同,Javascript引擎會自動進行垃圾回收。svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

讓我們從Chrome開始分析。svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

Javascript 與 Major GC 和 Minor GC

Major GC 和 Minor GC

Major GC( 主垃圾回收器 ):主要負責老生代的垃圾回收;svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

Minor GC( 副垃圾回收器 ):主要負責新生代的垃圾回收;svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

在瀏覽器中能找到他們(Major GC、Minor GC)之間的工作身影:svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

  • JS HEAP SIZE 明顯降低的時候,必是Major GC在工作

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  • 反觀 Minor GC,則沒 Major工作這么明顯,但是Minor GC工作會比Major頻繁得多

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Javascript使用 Major GC 和 Minor GC 清理JS堆

打開Chrome開發者工具,并導航到性能(Performance)選項卡,確保選中“內存(Memory)”復選框。svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

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這是Chrome分析器生成的配置文件:svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

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你可以看到堆的大小會增長和縮小。如果你仔細觀察,你會發現堆大小的下降與垃圾回收活動是對應的。"Major GC" 表示正在進行一次主要的垃圾回收。svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

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當JS堆大小大幅下降時,你很可能會在任何網站上看到這種模式。事實上,如果你在單頁應用程序中切換標簽頁時,JS堆的大小沒有顯著減少,但標簽頁的內容有所不同,這可能是內存泄漏的跡象。svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

在剖析中,你還會看到“Minor GC”幀。svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

這些 Major GC 和 Minor GC 幀向你揭示了一些關于Javascript中垃圾回收的信息。svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

  • 垃圾回收有兩種類型:Major GC 和 Minor GC。
  • Minor GC 通常很短暫,而 Major GC 則需要更長的時間。
  • 在“任務”下看到它們作為幀的事實表明它們都在主應用程序線程上運行。
  • 因為它們在主線程上運行,它們會阻塞Javascript執行,因為瀏覽器只有一個主線程來運行你的Javascript代碼。
  • 由于它們阻塞了Javascript執行,過多的GC會影響應用程序的性能。

注意:GC 只有在某些時候會阻塞Javascript執行。它并不是一直阻塞,而是在顯示為幀時。我們在Chrome分析器中無法看到這一點,但在Firefox分析器中可以看到。svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

現在讓我們來看看Firefox分析器,它也揭示了Major GC和Minor GC之間的差異。svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

Major GC和Minor GC清理JS堆的兩個不同部分

我不是Firefox的用戶,我之所以將Firefox下載到我的筆記本電腦上,僅僅是因為它的剖析功能。Firefox的剖析器是開源的,并且比Chrome的剖析器有更多的可視化功能。svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

錄制一個剖析文件,并導航到“Marker Chart”可視化。Marker Chart本質上是所有不同類型活動的時間軸,包括垃圾回收活動。svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

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你可能會注意到的第一件事是,Minor GC 發生頻率相當高,而 Major GC 則不是。這是有很好的原因的,因為如前面所述,Minor GC 很短暫,而 Major GC 則需要更長的時間。svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

如果你將鼠標懸停在一個 Minor GC 切片上,你會得到以下描述:svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

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因此,除了它們以不同的頻率運行外,Major GC 和 Minor GC 還清理JS堆的不同部分。svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

如上所述,Minor GC 清除了所謂的“苗圃集合(nursery collection)”。 如果對象在 Minor GC 中幸存下來,它們就會從 Nursery 移動到“終身(tenured)”堆或“長期(long-lived)”堆上。 因此,Major GC 必定是清除永久堆的對象。svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

Major GC通過一種名為mark—and—sweep的算法來清理永久化的堆,我們稍后將介紹該算法。svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

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現在我們知道 JS 堆至少有 2 個組件:svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

  • 一個用于最近分配的對象的苗圃集合(nursery collection)
  • 一個用于長期存在的對象的永久堆。(“終身(tenured)”堆或“長期(long-lived)”堆)

主要GC算法(增量標記和清除)

Marker Chart 最后一行的屏幕截圖中還有一個 GCSlide。 嗯,那是什么?svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

如果將鼠標懸停在 Major GC 矩形上,你會看到 Major GC 的描述:svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

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整個Major GC花費了580毫秒。然而,正如描述所說,主線程僅在個別切片上被阻塞。因此,最后一行的GCSlide指的是這些阻塞切片。再往下看,你會發現總切片時間是34.4毫秒,因此在Javascript主線程無法執行應用程序代碼時,只有34.4毫秒的工作。svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

如果你將鼠標懸停在其中一個GC切片上,你會得到:svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

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請注意,兩個工具提示都有“標記階段”和“清除階段”。這意味著Javascript垃圾回收有兩個階段:標記和清除。這個算法稱為標記-清除。請注意,GC切片的描述中提到了“增量垃圾回收的一個切片”。增量GC是實現標記-清除算法的一種方式。svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

標記階段通過遍歷對象圖來“標記”所有從根集合(例如全局變量、活動函數調用)可達的對象。然后,清除階段“掃描”整個堆,收集并釋放所有未標記的對象的內存,這些對象被視為不可達,因此是垃圾。svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

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增量意味著你在標記階段以增量方式進行操作,從而最小化主線程被阻塞的時間。svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

Chrome vs. Firefox

當涉及到Javascript中的垃圾回收時,我想提出一些細微差別。svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

Chrome(以及NodeJS)使用V8 Javascript引擎。svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

另一方面,Firefox使用一個名為SpiderMonkey的不同引擎。正是Javascript引擎帶來了垃圾回收。V8使用術語“young generation”代替“nursery”,以及“old generation”代替“tenured heap”。然而,V8和SpiderMonkey都使用Minor GC來清理年輕對象和Major GC來清理老對象。svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

兩者都實現了增量標記-清除算法用于Major GC。不過,具體的 增量標記-清除算法 在V8和SpiderMonkey之間有所不同。svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

總結一下:svh28資訊網——每日最新資訊28at.com

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