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