变量、作用域与内存
JavaScript 变量是松散类型的,而且变量不过就是特定时间点一个特定值的名称而已。由于没有规则定义变量必须包含什么数据类型,变量的值和数据类型在脚本生命期内可以改变
原始值与引用值
- 原始值:简单数据
- 引用值:多个值构成的对象
- 对引用值而言,可以随时添加、修改和删除属性和方法,对原始值,虽然添加属性不会报错,但并不会产生作用
- 在复制变量时,原始值的拷贝副本和原副本是完全独立的,引用值的拷贝副本和原副本所指向的是同一个对象,一个发生改变,另一个也会改变
- 函数中的参数是局部变量,采取值传递
- instanceof 操作符检测对象类型:result = variable instanceof constructor
执行上下文与作用域
- 每个上下文都有一个关联的变量对象(variable object),而这个上下文中定义的所有变量和函数都存在于这个对象上。虽然无法通过代码访问变量对象,但后台处理数据会用到它
- 全局上下文是最外层的上下文,在浏览器中,全局上下文就是window对象,因此所有通过var定义的全局变量和函数都会成为window对象的属性和方法,使用let 和const 的顶级声明不会定义在全局上下文中,但在作用域链解析上效果是一样的,上下文在其所有代码都执行完毕后会被销毁,包括定义在其上面的所有变量和函数(全局上下文在应用程序退出前才会被销毁,比如关闭网页或退出浏览器)
- 函数在调用时会创建自己的上下文,代码执行流进入函数时,函数的上下文被推到上下文栈上,函数执行完毕,函数上下文弹出,控制权返还给之前的执行上下文
- 上下文中的代码在执行时,会创建变量对象的作用域链。代码正在执行的上下文的变量对象始终位于作用域链的最前端。
- 函数参数被认为是当前上下文中的变量,因此也跟上下文中的其他变量遵循相同的访问规则
- 块级作用域由最近的一对包含花括号{}界定
垃圾回收
- 执行环境负责在代码执行时管理内存
- 标记清理(主要使用):当变量进入上下文,比如在函数内部声明变量时,这个变量会被加上存在于上下文中的标记,当变量离开上下文时,也会被加上离开上下文的标记。垃圾回收程序运行的时候,会标记内存中存储的所有变量(多种标记方法),然后将所有在上下文中的变量,以及被在上下文中的变量引用的变量的标记去掉,在此之后再被加上标记的变量就是待删除的。随后垃圾回收程序做一次内存清理,销毁带标记的所有值并收回他们的内存
- 引用计数(不常用):对每个值都记录它被引用的次数。声明变量并给它赋一个引用值时,这个值的引用数为 1。如果同一个值又被赋给另一个变量,那么引用数加 1。类似地,如果保存对该值引用的变量被其他值给覆盖了,那么引用数减 1。当一个值的引用数为 0 时,就说明没办法再访问到这个值了,因此可以安全地收回其内存了。垃圾回收程序下次运行的时候就会释放引用数为 0 的值的内存。问题:可能出现循环引用。
- 垃圾回收程序会周期性运行,如果内存中分配了很多变量,则可能造成性能损失,因此垃圾回收的时间调度很重要
- IE7 发布后,JavaScript 引擎的垃圾回收程序被调优为动态改变分配变量、字面量或数组槽位等会触发垃圾回收的阈值。IE7 的起始阈值都与 IE6 的相同。如果垃圾回收程序回收的内存不到已分配的 15%,这些变量、字面量或数组槽位的阈值就会翻倍。如果有一次回收的内存达到已分配的 85%,则阈值重置为默认值。这么一个简单的修改,极大地提升了重度依赖 JavaScript 的网页在浏览器中的性能
- 优化(减少浏览器垃圾回收的次数/避免内存泄露,生成意外的全局变量):静态分配和对象池(调用需要频繁使用的函数时,避免重复生成对象,在一开始就定义好需要的对象,作为参数传递;生成对象数组时,按需分配矢量,如创建数组时,一开始就确定好大小足够的数组,避免数组大小的动态变化)
小结
JavaScript 变量可以保存两种类型的值:原始值和引用值。原始值可能是以下 6 种原始数据类型之一:Undefined、Null、Boolean、Number、String 和 Symbol。原始值和引用值有以下特点
- 原始值大小固定,因此保存在栈内存上
- 从一个变量到另一个变量复制原始值会创建该值的第二个副本
- 引用值是对象,存储在堆内存上
- 包含引用值的变量实际上只包含指向相应对象的一个指针,而不是对象本身
- 从一个变量到另一个变量复制引用值只会复制指针,因此结果是两个变量都指向同一个对象
- typeof 操作符可以确定值的原始类型,而 instanceof 操作符用于确保值的引用类型
任何变量(不管包含的是原始值还是引用值)都存在于某个执行上下文中(也称为作用域)。这个
上下文(作用域)决定了变量的生命周期,以及它们可以访问代码的哪些部分。执行上下文可以总结
如下
- 执行上下文分全局上下文、函数上下文和块级上下文
- 代码执行流每进入一个新上下文,都会创建一个作用域链,用于搜索变量和函数
- 函数或块的局部上下文不仅可以访问自己作用域内的变量,而且也可以访问任何包含上下文乃至全局上下文中的变量
- 全局上下文只能访问全局上下文中的变量和函数,不能直接访问局部上下文中的任何数据
- 变量的执行上下文用于确定什么时候释放内存
JavaScript 是使用垃圾回收的编程语言,开发者不需要操心内存分配和回收。JavaScript 的垃圾回收
程序可以总结如下
- 离开作用域的值会被自动标记为可回收,然后在垃圾回收期间被删除
- 主流的垃圾回收算法是标记清理,即先给当前不使用的值加上标记,再回来回收它们的内存
- 引用计数是另一种垃圾回收策略,需要记录值被引用了多少次。JavaScript 引擎不再使用这种算法,但某些旧版本的 IE 仍然会受这种算法的影响,原因是 JavaScript 会访问非原生 JavaScript 对象(如 DOM 元素)
- 引用计数在代码中存在循环引用时会出现问题
- 解除变量的引用不仅可以消除循环引用,而且对垃圾回收也有帮助。为促进内存回收,全局对象、全局对象的属性和循环引用都应该在不需要时解除引用