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函数执行-作用域连-面试题-内存管理

1.认识内存管理

  • 不管什么样的编程语言,在代码的执行过程中都是需要给它分配内存的,不同的是某些编程语言需要我们自己手动的管理内存,某些编程语言会可以自动帮助我们管理内存:

  • 不管以什么样的方式来管理内存,内存的管理都会有如下的生命周期

    • 第一步:分配申请你需要的内存(申请);

    • 第二步:使用分配的内存(存放一些东西,比如对象等);

    • 第三步:不需要使用时,对其进行释放;

  • 不同的编程语言对于第一步和第三步会有不同的实现

    • 手动管理内存:比如C、C++,包括早期的OC,都是需要手动来管理内存的申请和释放的(malloc和free函数);

    • 自动管理内存:比如Java、JavaScript、Python、Swift、Dart等,它们有自动帮助我们管理内存;

  • 我们可以知道JavaScript通常情况下是不需要手动来管理的。

2.JS的内存管理

JavaScript会在定义变量时为我们分配内存。

  • 但是内存分配方式是一样的吗?

    • JS对于基本数据类型内存的分配会在执行时,直接在栈空间进行分配;

    • JS对于复杂数据类型内存的分配会在堆内存中开辟一块空间,并且将这块空间的指针返回值变量引用;

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3.JS的垃圾回收

  • 因为内存的大小是有限的,所以当内存不再需要的时候,我们需要对其进行释放,以便腾出更多的内存空间

  • 在手动管理内存的语言中,我们需要通过一些方式自己来释放不再需要的内存,比如free函数

    • 但是这种管理的方式其实非常的低效,影响我们编写逻辑的代码的效率

    • 并且这种方式对开发者的要求也很高,并且一不小心就会产生内存泄露

  • 所以大部分现代的编程语言都是有自己的垃圾回收机制:

    • 垃圾回收的英文是Garbage Collection,简称GC

    • 对于那些不再使用的对象,我们都称之为是垃圾,它需要被回收,以释放更多的内存空间;

    • 而我们的语言运行环境,比如Java的运行环境JVM,JavaScript的运行环境js引擎都会内存 垃圾回收器

    • 垃圾回收器我们也会简称为GC,所以在很多地方你看到GC其实指的是垃圾回收器;

  • 但是这里又出现了另外一个很关键的问题:GC怎么知道哪些对象是不再使用的呢?

    • 这里就要用到GC的算法

4.常见的GC算法 – 引用计数    - 标记清除

  • 引用计数

    • 当一个对象有一个引用指向它时,那么这个对象的引用就+1,当一个对象的引用为0时,这个对象就可以被销毁掉;

    • 这个算法有一个很大的弊端就是会产生循环引用;

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  • 标记清除

    • 这个算法是设置一个根对象(root object),垃圾回收器会定期从这个根开始,找所有从根开始有引用到的对象,对于哪些没有引用到的对象,就认为是不可用的对象;

    • 这个算法可以很好的解决循环引用的问题;

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  • JS引擎比较广泛的采用的就是标记清除算法,当然类似于V8引擎为了进行更好的优化,它在算法的实现细节上也会结合一些其他的算法。

5.让人迷惑的闭包

  • 闭包是JavaScript中一个非常容易让人迷惑的知识点:

    • 有这么张图片

    • 且闭包也是最多的一个话题

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  • 闭包确实是JavaScript中一个很难理解的知识点,接下来我们就对其一步步来进行剖析,看看它到底有什么神奇之处.

6.JS中函数是一等公民

  • 在JavaScript中,函数是非常重要的,并且是一等公民:

    • 那么就意味着函数的使用是非常灵活的;

    • 函数可以作为另外一个函数的参数,也可以作为另外一个函数的返回值来使用;

  • 自己编写高阶函数

  • 使用内置的高阶函数

7.JS中闭包的定义

  • 这里先来看一下闭包的定义,分成两个:在计算机科学中和在JavaScript中。

  • 在计算机科学中对闭包的定义(维基百科):

    • 闭包(英语:Closure),又称词法闭包(Lexical Closure)或函数闭包(function closures);

    • 是在支持 头等函数 的编程语言中,实现词法绑定的一种技术;

    • 闭包在实现上是一个结构体,它存储了一个函数和一个关联的环境(相当于一个符号查找表);

    • 闭包跟函数最大的区别在于,当捕捉闭包的时候,它的 自由变量 会在补充时被确定,这样即使脱离了捕捉时的上下文,它也能照常运行;

  • 闭包的概念出现于60年代,最早实现闭包的程序是 Scheme,那么我们就可以理解为什么JavaScript中有闭包:

  • 因为JavaScript中有大量的设计是来源于Scheme的;

  • 我们再来看一下MDN对JavaScript闭包的解释:

    • 一个函数和对其周围状态(lexical environment,词法环境)的引用捆绑在一起(或者说函数被引用包围),这样的组合就是闭包(closure);

    • 也就是说,闭包让你可以在一个内层函数中访问到其外层函数的作用域;

    • 在 JavaScript 中,每当创建一个函数,闭包就会在函数创建的同时被创建出来;

  • 那么我的理解和总结:

    • 一个普通的函数function,如果它可以访问外层作用于的自由变量,那么这个函数就是一个闭包;

    • 从广义的角度来说:JavaScript中的函数都是闭包;

    • 从狭义的角度来说:JavaScript中一个函数,如果访问了外层作用于的变量,那么它是一个闭包;

8.闭包的访问过程

  • 如果我们编写了如下的代码,它一定是形成了闭包的

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9.闭包的执行过程

  • 那么函数继续执行呢?

    • 这个时候makeAdder函数执行完毕,正常情况下我们的AO对象会被释放;

    • 但是因为在0xb00的函数中有作用域引用指向了这个AO对象,所以它不会被释放掉;

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10.闭包的内存泄露

  • 那么我们为什么经常会说闭包是有内存泄露的呢?

    • 在上面的案例中,如果后续我们不再使用add10函数了,那么该函数对象应该要被销毁掉,并且其引用着的父作用域AO也应该被销毁掉;

    • 但是目前因为在全局作用域下add10变量对0xb00的函数对象有引用,而0xb00的作用域中AO(0x200)有引用,所以最终会造成这些内存都是无法被释放的;

    • 所以我们经常说的闭包会造成内存泄露,其实就是刚才的引用链中的所有对象都是无法释放的;

  • 那么,怎么解决这个问题呢?

    • 因为当将add10设置为null时,就不再对函数对象0xb00有引用,那么对应的AO对象0x200也就不可达了;

    • 在GC的下一次检测中,它们就会被销毁掉;

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11.闭包的内存泄漏测试

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12.AO不使用的属性

  • 我们来研究一个问题:AO对象不会被销毁时,是否里面的所有属性都不会被释放?

    • 下面这段代码中name属于闭包的父作用域里面的变量;

    • 我们知道形成闭包之后count一定不会被销毁掉,那么name是否会被销毁掉呢?

    • 这里我打上了断点,我们可以在浏览器上看看结果;

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作者:薄荷355
链接:https://juejin.cn/post/7068906874602520590


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