js的作用域、作用域链及垃圾回收机制

最近在《JavaScript高级程序设计》看了有关作用域、作用域链、闭包等相关知识,也看了一些前辈的笔记,因此做一个有关知识的整理,以便自己回顾。首先了解什么是执行环境。

执行环境

执行环境定义了变量或函数有权访问的其他数据。
每个执行环境都有一个与之关联的变量对象,环境中定义的所有变量和函数都保存在这个对象中。某个执行环境中的所有代码执行完毕后,该环境被销毁,保存在其中的所有变量和函数定义也随之销毁。每个函数都有自己的执行环境。当执行流进入一个函数时,函数的环境就会被推入一个环境栈中,而在函数执行之后,栈将其环境推出,将控制权返回给之前的执行环境。

作用域

作用域为可访问变量,对象,函数的集合

全局变量

函数外声明的变量以及函数内var关键字定义的变量都是全局变量,拥有全局作用域,可在网页中所有脚本和函数中使用。

局部变量

函数内部声明的变量、形参都是局部变量,只能在函数内部访问。
全局变量在页面关闭后销毁,局部变量在函数执行完毕销毁。

生命周期

JavaScript 变量生命周期在它声明时初始化。
局部变量在函数执行完毕后销毁。
全局变量在页面关闭后销毁。

函数作用域

JavaScript并不像C、Java那样存在块级作用域,而是使用函数作用域,即变量在声明它们的函数体以及这个函数体嵌套的任意函数体都是有定义的。例如:

function f(){
    console.log(i); //并不报错,而是输出:undefined
    var i = 1;
    console.log(i); //输出1
}

作用域链

当代码在一个环境中执行时,会创建变量对象的一个作用域链,即函数的内部属性[[Scope]]。其用途是保证对执行环境有权访用的所有变量和函数的有序访问。

作用域链的前端,始终都是当前执行的代码所在环境的变量对象。如果这个环境是函数,则将其活动对象作为变量对象。活动对象在最开始时只包含一个变量,即arguments对象(这个对象在全局环境中是不存在的)。作用域链中的下一个变量对象来自包含(外部)函数,而再下一个变量对象则来自下一个包含环境。这样一直延续到全局执行环境;全局执行环境的变量对象始终都是作用域链中的最后一个对象。

每个环境都可以向上搜索作用域链,以查询变量和函数名;但任何环境都不能通过向下搜索作用域链而进入另一个执行环境;如果在局部环境中找到了某标识符,搜索过程停止,变量就绪。这也就是为什么同名的标识符会“屏蔽”父环境中的标识符。

接下来讲一下内存泄漏。

程序需要内存。如果服务程序运行中占用内存不断增加,则会影响内存甚至导致进程崩溃。不再需要使用的内存没有得到释放,即内存泄漏。有些语言需要程序员进行手动内存管理。所以大多数语言提供自动内存管理,减轻程序员的负担,这被称为"垃圾回收机制"。

垃圾收集

垃圾收集器会按照固定的时间间隔(或代码执行中预定的收集时间)周期性的释放不再继续使用的变量。

标记清除

这是最常用的垃圾回收方式。当变量进入环境时,将这个变量标记为“进入环境”。逻辑上讲,永远不能释放进入环境变量所占用的内存,因为需要用到它们。而当变量离开环境时,则将其标记为“离开环境”。标记“离开环境”的就回收内存。举个栗子:

function f(){
    var i = 0;   //标记“进入环境”
    var j = 1;   //标记“进入环境”
}
f();   //标记“离开环境”,被回收

垃圾回收器在运行的时候会给存储在内存中的所有变量都加上标记。然后,去掉环境中的变量以及被环境中的变量引用的变量的标记。在此之后再被加上标记的会被视为准备删除的变量。最好,垃圾收集器完成内存清除工作,销毁那些带标记的值并回收他们所占用的内存空间。

引用计数

跟踪记录每个值被引用的次数。当声明了一个变量并将一个引用类型值赋值给该变量时,则这个值的引用次数就是1。如果同一个值又被赋给另一个变量,则该值的引用次数加1。相反,如果包含对这个值引用的变量又取得了另外一个值,则这个值的引用次数减1。当引用次数变成0时,说明没办法访问这个值了,因而就可以将其占用的内存空间回收。

存在的问题是:循环引用会导致无法释放内存。循环引用指的是对象A中包含另一个指向对象B的指针,而对象B中也包含一个指向对象A的引用。

我们知道,IE中的BOM、DOM中的对象是以COM对象的形式实现的,而COM对象使用的垃圾收集机制是引用计数策略。所以会存在循环引用的问题。

解决方法:在不使用时,手工断开js对象和DOM之间的连接,即设置为null。IE9把DOM和BOM转换成真正的JS对象了,所以避免了这个问题。

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