前端学习20 垃圾回收机制
在前端中，内存管理是一个非常重要的领域。浏览器的垃圾回收机制（Garbage Collection ,GC）是现在浏览器中的核心的部分之一，它可以自动管理内存的分配与回收，帮助开发者避免手动管理内存，从而减少内存泄露和性能问题的风险。
1.垃圾回收机制
垃圾回收是一种自动内存管理机制，用于识别和释放不再使用的内存，垃圾回收的核心目标是释放不在使用的内存空间。在浏览器中，当页面中的某些对象不在被需要时，垃圾回收机制会自动将他们从内存中移除，确保不会发生内存泄露。
JavaScript是一种内存自动管理的语言，内存管理的核心就是垃圾回收。
它主要通过两种方式来检测和释放内存：
- 引用计数（Reference Couning）：追踪每个对象的引用次数，当一个对象的引用次数为零，就认为该对象不再使用，可以释放它占用的内存。
- 标记清除（Mark-and-Sweep）：通过标记所有可达的对象，然后清除所有玮柏哦记得对象来回收内存。
引用计数曾经是早期垃圾回收机制中的一个重要方法，但由于其无法解决循环引用、性能开销较大以及不能有效解决内存碎片问题，现代浏览器和大多数编程语言已经转向使用更高效的垃圾回收策略，如 标记-清除算法、分代回收、增量回收 和 并行回收 等。
2.垃圾回收机制的工作原理
2.1 引用计数
引用计数（Reference Counting）是一种较为基础的垃圾回收算法，它通过追踪对象的引用次数来判断对象是否可以被回收。每个对象都维护一个计数器，表示它被多少个其他对象引用。当一个对象的引用计数降为零时，表示没有任何引用指向该对象，可以安全地回收该对象的内存。
工作原理：
- 初始化引用次数：每当一个对象被创建并将其引用赋值给一个变量时，该对象的引用计数为1。
- 对象引用增加与减少：当一个对象被引用时（如赋值给其他变量或作为函数参数传递），它的引用计数增加；当一个引用被销毁时（如局部变量超出作用域或赋值为null），该对象的引用计数减少。
- 回收垃圾对象：当一个对象的引用计数降到零时，意味着没有任何引用指向该对象，垃圾回收器会回收该对象占用的内存。
let obj1 = { name: "Object 1" }; // 引用计数为 1
let obj2 = obj1; // 引用计数为 2，因为 obj2 引用了 obj1
let obj3 = { ref: obj1 }; // 引用计数为 3，因为 obj3 引用了 obj1
obj2 = null; // 引用计数为 2，obj1 的引用计数减少 1
obj3 = null; // 引用计数为 1，obj1 的引用计数再次减少 1
obj1 = null;// 此时，obj1 的引用计数变为 0，垃圾回收器可以回收 obj1
在上述代码中，obj1 的初始引用计数为 1，后来通过 obj2 和 obj3 增加了引用计数。当 obj2 和 obj3,obj1 被设置为 null 时，obj1 的引用计数逐渐减为 0，垃圾回收器可以回收 obj1 占用的内存。
但是引用计数会存在一定问题：
- 循环引用问题
引用计数的一个显著缺点是无法解决循环引用问题。例如，如果两个对象互相引用对方，它们的引用计数始终大于 0，即使它们不再被其他对象引用，垃圾回收器也无法将它们回收，从而导致内存泄漏。
2.2 标记清除
标记清除是现代垃圾回收器中常用的内存回收算法，广泛引用与JavaScript、Java、Python等编程与原的垃圾回收机制。它的核心思想是通过标记存活对象，并清除未标记的对象来实现内存的回收。
标记-清除算法的基本流程可以分为两个阶段：标记阶段（Mark Phase）和清除阶段（Sweep Phase）。
- 标记阶段
在这个阶段，垃圾回收器会从根对象（Root Object）开始遍历，标记所有可以访问到的对象为“活跃的”。
根对象包括全局对象当前执行栈上的局部变量，活动函数等。
遍历所有可达的对象，并将这些对象标记为“活动”状态，意味着它们仍然被程序所引用。
- 清除阶段
在标记阶段完成后，垃圾回收器会见检查堆中的所有对象。
所有没有被标记为活动的对象，（即不再被任何其他对象引用的对象）被认为是垃圾，可以回收并释放内存。
这是，垃圾回收器会删除这些不在需要的对象，释放他们占用的内存空间。
function createObjects() {
let obj1 = { name: 'Object 1' };
let obj2 = { name: 'Object 2' };
let obj3 = { name: 'Object 3' };
obj1.ref = obj2; // obj1 引用 obj2
obj2.ref = obj3; // obj2 引用 obj3
// 假设程序中不再使用 obj1 和 obj3
obj1 = null; // 断开 obj1 和 obj2 的引用
obj2 = null; // 断开 obj2 和 obj3 的引用
}
createObjects();
在上述代码中，obj1、obj2 和 obj3 都是对象，它们之间通过引用相互连接。在 createObjects 函数执行完后，obj1 和 obj2 都被设置为 null，它们之间的引用被断开。
2.3 分代回收
分代回收基于一个观察：大多数对象的生命周期很短，只有少数对象会存活较长时间。因此，垃圾回收器将内存分为不同的代（Generation），并对不同代采用不同的回收策略。
- 新生代（Young Generation）：存放新创建的对象。新生代的垃圾回收频率较高，采用复制算法（Copying Algorithm）进行回收。
- 老生代（Old Generation）：存放存活时间较长的对象。老生代的垃圾回收频率较低，采用标记-清除或标记-整理（Mark-and-Compact）算法进行回收。
生成垃圾回收算法基于这样一个假设：大部分对象会很快变得不可达，因此，年轻代的对象会频繁进行垃圾回收。只有生命周期较长的对象才会进入老年代，老年代的回收相对较少，避免频繁回收带来的性能损耗。
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