中高级前端必须了解的--JS中的栈内存和堆内存

引言
JS的内存空间分为栈(stack)、堆(heap)、池(一般也会归类为栈中)。
其中栈存放变量,堆存放复杂对象,池存放常量,所以也叫常量池。
栈数据结构
栈是一种特殊的列表,栈内的元素只能通过列表的一端访问,这一端称为栈顶。
栈被称为是一种后入先出(LIFO,last-in-first-out)的数据结构。
由于栈具有后入先出的特点,所以任何不在栈顶的元素都无法访问。
为了得到栈底的元素,必须先拿掉上面的元素。
在这里,为方便理解,通过类比乒乓球盒子来分析栈的存取方式。

这种乒乓球的存放方式与栈中存取数据的方式如出一辙。
处于盒子中最顶层的乒乓球 5,它一定是最后被放进去,但可以最先被使用。
而我们想要使用底层的乒乓球 1,就必须将上面的 4 个乒乓球取出来,让乒乓球1处于盒子顶层。
这就是栈空间先进后出,后进先出的特点。
堆数据结构
堆是一种经过排序的树形数据结构,每个结点都有一个值。
通常我们所说的堆的数据结构,是指二叉堆。
堆的特点是根结点的值最小(或最大),且根结点的两个子树也是一个堆。
由于堆的这个特性,常用来实现优先队列,堆的存取是随意,这就如同我们在图书馆的书架上取书,
虽然书的摆放是有顺序的,但是我们想取任意一本时不必像栈一样,先取出前面所有的书,
我们只需要关心书的名字。
变量类型与内存的关系
基本数据类型
基本数据类型共有6种:

Sting
Number
Boolean
null
undefined
Symbol

基本数据类型保存在栈内存中,因为基本数据类型占用空间小、大小固定,通过按值来访问,属于被频繁使用的数据。
为了更好的搞懂基本数据类型变量与栈内存,我们结合以下例子与图解进行理解:
let num1 = 1;
let num2 = 1;
复制代码
PS: 需要注意的是闭包中的基本数据类型变量不保存在栈内存中,而是保存在堆内存中。这个问题,我们后文再说。
引用数据类型
Array,Function,Object…可以认为除了上文提到的基本数据类型以外,所有类型都是引用数据类型。
引用数据类型存储在堆内存中,因为引用数据类型占据空间大、大小不固定。
如果存储在栈中,将会影响程序运行的性能;
引用数据类型在栈中存储了指针,该指针指向堆中该实体的起始地址。
当解释器寻找引用值时,会首先检索其在栈中的地址,取得地址后从堆中获得实体
为了更好的搞懂变量对象与堆内存,我们结合以下例子与图解进行理解。
// 基本数据类型-栈内存
let a1 = 0;
// 基本数据类型-栈内存
let a2 = ‘this is string’;
// 基本数据类型-栈内存
let a3 = null;

// 对象的指针存放在栈内存中,指针指向的对象存放在堆内存中
let b = { m: 20 };
// 数组的指针存放在栈内存中,指针指向的数组存放在堆内存中
let c = [1, 2, 3];
复制代码
因此当我们要访问堆内存中的引用数据类型时,实际上我们首先是从变量中获取了该对象的地址指针,
然后再从堆内存中取得我们需要的数据。
从内存角度来看变量复制
基本数据类型的复制
let a = 20;
let b = a;
b = 30;
console.log(a); // 此时a的值是多少,是30?还是20?
复制代码答案是:20
在这个例子中,a、b 都是基本类型,它们的值是存储在栈内存中的,a、b 分别有各自独立的栈空间,
所以修改了 b 的值以后,a 的值并不会发生变化。
从下图可以清晰的看到变量是如何复制并修改的。

引用数据类型的复制
let m = { a: 10, b: 20 };
let n = m;
n.a = 15;
console.log(m.a) //此时m.a的值是多少,是10?还是15?
复制代码答案是:15
在这个例子中,m、n都是引用类型,栈内存中存放地址指向堆内存中的对象,
引用类型的复制会为新的变量自动分配一个新的值保存在变量中,
但只是引用类型的一个地址指针而已,实际指向的是同一个对象,
所以修改 n.a 的值后,相应的 m.a 也就发生了改变。
从下图可以清晰的看到变量是如何复制并修改的。

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