平均分 (22個評分)JavaScript 是用來向 Web 頁面添加動態(tài)內(nèi)容的一種功能強大的腳本語言。它尤其特別有助于一些日常任務(wù)，比如驗證密碼和創(chuàng)建動態(tài)菜單組件。JavaScript 易學(xué)易用，但卻很容易在某些瀏覽器中引起內(nèi)存的泄漏。在這個介紹性的文章中，我們解釋了JavaScript 中的泄漏由何引起，展示了常見的內(nèi)存泄漏模式，并介紹了如何應(yīng)對它們。
注意本文假設(shè)您已經(jīng)非常熟悉使用 JavaScript 和 DOM 元素來開發(fā) Web 應(yīng)用程序。本文尤其適合使用 JavaScript 進行 Web 應(yīng)用程序開發(fā)的開發(fā)人員，也可供有興趣創(chuàng)建 Web 應(yīng)用程序的客戶提供瀏覽器支持以及負責(zé)瀏覽器故障排除的人員參考。
JavaScript 是一種垃圾收集式語言，這就是說，內(nèi)存是根據(jù)對象的創(chuàng)建分配給該對象的，并會在沒有對該對象的引用時由瀏覽器收回。JavaScript 的垃圾收集機制本身并沒有問題，但瀏覽器在為 DOM 對象分配和恢復(fù)內(nèi)存的方式上卻有些出入。
Internet Explorer 和 Mozilla Firefox 均使用引用計數(shù)來為 DOM 對象處理內(nèi)存。在引用計數(shù)系統(tǒng)，每個所引用的對象都會保留一個計數(shù)，以獲悉有多少對象正在引用它。如果計數(shù)為零，該對象就會被銷毀，其占用的內(nèi)存也會返回給堆。雖然這種解決方案總的來說還算有效，但在循環(huán)引用方面卻存在一些盲點。
當(dāng)兩個對象互相引用時，就構(gòu)成了循環(huán)引用，其中每個對象的引用計數(shù)值都被賦 1。在純垃圾收集系統(tǒng)中，循環(huán)引用問題不大：若涉及到的兩個對象中的一個對象被任何其他對象引用，那么這兩個對象都將被垃圾收集。而在引用計數(shù)系統(tǒng)，這兩個對象都不能被銷毀，原因是引用計數(shù)永遠不能為零。在同時使用了垃圾收集和引用計數(shù)的混合系統(tǒng)中，將會發(fā)生泄漏，因為系統(tǒng)不能正確識別循環(huán)引用。在這種情況下，DOM 對象和 JavaScript 對象均不能被銷毀。清單 1 顯示了在 JavaScript 對象和 DOM 對象間存在的一個循環(huán)引用。
清單 1. 循環(huán)引用導(dǎo)致了內(nèi)存泄漏
<html>
<body>
<script type="text/javascript">
document.write("circular references between JavaScript and DOM!");
var obj;
window.onload = function(){
obj=document.getElementById("DivElement");
document.getElementById("DivElement").expandoProperty=obj;
obj.bigString=new Array(1000).join(new Array(2000).join("XXXXX"));
};
</script>
<div id="DivElement">Div Element</div>
</body>
</html>
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如上述清單中所示，JavaScript 對象 obj 擁有到 DOM 對象的引用，表示為DivElement。而 DOM 對象則有到此 JavaScript 對象的引用，由 expandoProperty 表示?？梢?，JavaScript 對象和 DOM 對象間就產(chǎn)生了一個循環(huán)引用。由于 DOM 對象是通過引用計數(shù)管理的，所以兩個對象將都不能銷毀。
在清單 2 中，通過調(diào)用外部函數(shù) myFunction 創(chuàng)建循環(huán)引用。同樣，JavaScript 對象和 DOM 對象間的循環(huán)引用也會導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。
清單 2. 由外部函數(shù)調(diào)用引起的內(nèi)存泄漏
<html>
<head>
<script type="text/javascript">
document.write(" object s between JavaScript and DOM!");
function myFunction(element)
{
this.elementReference = element;
// This code forms a circular reference here
//by DOM-->JS-->DOM
element.expandoProperty = this;
}
function Leak() {
//This code will leak
new myFunction(document.getElementById("myDiv"));
}
</script>
</head>
<body onload="Leak()">
<div id="myDiv"></div>
</body>
</html>
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正如這兩個代碼示例所示，循環(huán)引用很容易創(chuàng)建。在 JavaScript 最為方便的編程結(jié)構(gòu)之一：閉包中，循環(huán)引用尤其突出。
JavaScript 的過人之處在于它允許函數(shù)嵌套。一個嵌套的內(nèi)部函數(shù)可以繼承外部函數(shù)的參數(shù)和變量，并由該外部函數(shù)私有。清單 3 顯示了內(nèi)部函數(shù)的一個示例。
清單 3. 一個內(nèi)部函數(shù)
function parentFunction(paramA)
{
var a = paramA;
function childFunction()
{
return a + 2;
}
return childFunction();
}
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JavaScript 開發(fā)人員使用內(nèi)部函數(shù)來在其他函數(shù)中集成小型的實用函數(shù)。如清單 3 所示，此內(nèi)部函數(shù) childFunction 可以訪問外部函數(shù) parentFunction 的變量。當(dāng)內(nèi)部函數(shù)獲得和使用其外部函數(shù)的變量時，就稱其為一個閉包。
考慮如清單 4 所示的代碼片段。
清單 4. 一個簡單的閉包
<html>
<body>
<script type="text/javascript">
document.write("Closure Demo!!");
window.onload=
function closureDemoParentFunction(paramA)
{
var a = paramA;
return function closureDemoInnerFunction (paramB)
{
alert( a +" "+ paramB);
};
};
var x = closureDemoParentFunction("outer x");
x("inner x");
</script>
</body>
</html>
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在上述清單中，closureDemoInnerFunction是在父函數(shù) closureDemoParentFunction 中定義的內(nèi)部函數(shù)。當(dāng)用外部的 x 對 closureDemoParentFunction 進行調(diào)用時，外部函數(shù)變量 a 就會被賦值為外部的 x。函數(shù)會返回指向內(nèi)部函數(shù) closureDemoInnerFunction 的指針，該指針包括在變量 x 內(nèi)。
外部函數(shù) closureDemoParentFunction 的本地變量 a 即使在外部函數(shù)返回時仍會存在。這一點不同于 C/C++ 這樣的編程語言，在 C/C++ 中，一旦函數(shù)返回，本地變量也將不復(fù)存在。在 JavaScript 中，在調(diào)用 closureDemoParentFunction 的時候，帶有屬性 a 的范圍對象將會被創(chuàng)建。該屬性包括值 paramA，又稱為“外部 x”。同樣地，當(dāng) closureDemoParentFunction 返回時，它將會返回內(nèi)部函數(shù) closureDemoInnerFunction，該函數(shù)包括在變量 x 中。
由于內(nèi)部函數(shù)持有到外部函數(shù)的變量的引用，所以這個帶屬性 a 的范圍對象將不會被垃圾收集。當(dāng)對具有參數(shù)值 inner x 的 x 進行調(diào)用時，即 x("inner x")，將會彈出警告消息，表明 “outer x innerx”。
清單 4 簡要解釋了 JavaScript 閉包。閉包功能非常強大，原因是它們使內(nèi)部函數(shù)在外部函數(shù)返回時也仍然可以保留對此外部函數(shù)的變量的訪問。不幸的是，閉包非常易于隱藏 JavaScript 對象 和 DOM 對象間的循環(huán)引用。
在清單 5 中，可以看到一個閉包，在此閉包內(nèi)，JavaScript 對象（obj）包含到 DOM 對象的引用（通過 id "element" 被引用）。而 DOM 元素則擁有到 JavaScript obj 的引用。這樣建立起來的 JavaScript 對象和 DOM 對象間的循環(huán)引用將會導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。
清單 5. 由事件處理引起的內(nèi)存泄漏模式
<html>
<body>
<script type="text/javascript">
document.write("Program to illustrate memory leak via closure");
window.onload=function outerFunction(){
var obj = document.getElementById("element");
obj.onclick=function innerFunction(){
alert("Hi! I will leak");
};
obj.bigString=new Array(1000).join(new Array(2000).join("XXXXX"));
// This is used to make the leak significant
};
</script>
<button id="element">Click Me</button>
</body>
</html>
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幸好，JavaScript 中的內(nèi)存泄漏是可以避免的。當(dāng)確定了可導(dǎo)致循環(huán)引用的模式之后，正如我們在上述章節(jié)中所做的那樣，您就可以開始著手應(yīng)對這些模式了。這里，我們將以上述的 由事件處理引起的內(nèi)存泄漏模式 為例來展示三種應(yīng)對已知內(nèi)存泄漏的方式。
一種應(yīng)對 清單5 中的內(nèi)存泄漏的解決方案是讓此 JavaScript 對象 obj 為空，這會顯式地打破此循環(huán)引用，如清單 6 所示。
清單 6. 打破循環(huán)引用
<html>
<body>
<script type="text/javascript">
document.write("Avoiding memory leak via closure by breaking the circular
reference");
window.onload=function outerFunction(){
var obj = document.getElementById("element");
obj.onclick=function innerFunction()
{
alert("Hi! I have avoided the leak");
// Some logic here
};
obj.bigString=new Array(1000).join(new Array(2000).join("XXXXX"));
obj = null; //This breaks the circular reference
};
</script>
<button id="element">"Click Here"</button>
</body>
</html>
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清單 7 是通過添加另一個閉包來避免 JavaScript 對象和 DOM 對象間的循環(huán)引用。
清單 7. 添加另一個閉包
<html>
<body>
<script type="text/javascript">
document.write("Avoiding a memory leak by adding another closure");
window.onload=function outerFunction(){
var anotherObj = function innerFunction()
{
// Some logic here
alert("Hi! I have avoided the leak");
};
(function anotherInnerFunction(){
var obj = document.getElementById("element");
obj.onclick=anotherObj })();
};
</script>
<button id="element">"Click Here"</button>
</body>
</html>
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清單 8 則通過添加另一個函數(shù)來避免閉包本身，進而阻止了泄漏。
清單 8. 避免閉包自身
<html>
<head>
<script type="text/javascript">
document.write("Avoid leaks by avoiding closures!");
window.onload=function()
{
var obj = document.getElementById("element");
obj.onclick = doesNotLeak;
}
function doesNotLeak()
{
//Your Logic here
alert("Hi! I have avoided the leak");
}
</script>
</head>
<body>
<button id="element">"Click Here"</button>
</body>
</html>
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本文解釋了循環(huán)引用是如何導(dǎo)致 JavaScript 中的內(nèi)存泄漏的 —— 尤其是在結(jié)合了閉包的情況下。您還了解了涉及到循環(huán)引用的一些常見內(nèi)存泄漏模式以及應(yīng)對這些泄漏模式的幾種簡單方式。有關(guān)本文所討論的主題的更多信息，請參看 參考資料。
學(xué)習(xí)
- 您可以參閱本文在 developerWorks 全球站點上的 英文原文 。
- “JavaScript and the Document Object Model”（Nicholas Chase，developerWorks，2002 年 7 月）：為 JavaScript 開發(fā)人員介紹了 DOM。
- “跨越邊界：閉包”（Bruce Tate，developerWorks，2007 年 1 月）：有關(guān)閉包的入門文章（基于 Ruby，但理論上也可以應(yīng)用到 JavaScript）。
- “JavaScript 中的有限狀態(tài)機，第 1 部分: 設(shè)計一個小部件”（Edward J. Pring，developerWorks，2007 年 1 月）：使用閉包和 JavaScript 的其他高級特性的有趣練習(xí)。
- “A re-introduction to javascript”（Simon Wilson，Mozilla.org）：有關(guān) JavaScript 及其特性的深入介紹。
- “Using XPCOM in JavaScript without leaking”（David Baron，Mozilla.org）：解釋了 Firefox 為何使用引用計數(shù)來進行內(nèi)存分配以及它又是如何進行這種分配的。
- “對 HTML 頁上 DOM 對象循環(huán)引用導(dǎo)致內(nèi)存泄漏”（Microsoft 幫助和支持）：了解 Microsoft 對 IE 中的內(nèi)存泄漏作何解釋。
- “Memory leakage in Internet Explorer -- revisited”（Volkan Ozcelik，The Code Project，2005 年 11 月）：有關(guān) JavaScript 中常見的內(nèi)存泄漏原因（針對 IE）的教程式介紹。
- “developerWorks Web 開發(fā)專區(qū)：內(nèi)含大量有關(guān) Web 2.0、Ajax、wikis、PHP、mashups 和其他 Web 項目的資源。
獲得產(chǎn)品和技術(shù)
- IBM 產(chǎn)品的評估版：實際體驗來自 DB2?、Lotus?、Rational?、Tivoli? 和 WebSphere? 的應(yīng)用程序開發(fā)工具和中間件產(chǎn)品。
討論
Abhijeet Bhattacharya 是 IBM 印度軟件實驗室的一名系統(tǒng)工程師。在過去三年中，他一直是 OS/2 IBM Web Browser 支持團隊中的一員。他也具有系統(tǒng)管理領(lǐng)域的相關(guān)經(jīng)驗，并參與過 IBM Pegasus 開源創(chuàng)新項目。他目前工作的重點包括分布式計算和 SARPC。他擁有 Rajiv Gandhi Technical University 的工程學(xué)士學(xué)位。
Kiran Shivarama Sundar 是 IBM 印度軟件實驗室的一名系統(tǒng)工程師。在過去三年中，他一直是 OS/2 IBM Web Browser 支持團隊中的一員。他同時也具有諸多其他項目的工作經(jīng)驗，包括為 Apache Tuscany Open Source Project 開發(fā)命令行工具以及為 IBM 的 EPCIS 團隊開發(fā) RFIDIC Installer。目前，Kiran 加入了 IBM WebSphere Adapters 支持團隊，負責(zé)提供對 JMS 和 MQ 適配器的支持。他已成功獲得了 Sun Certified Java Programmer、Sun Certified Web Component Developer 和 Sun Certified Business Component Developer 的認(rèn)證。他目前所關(guān)注的領(lǐng)域包括 Java、J2EE、Web 服務(wù)和 SOA。他擁有 Visweshwaraya Technology University 的工程學(xué)士學(xué)位。
