JavaScript垃圾回收是怎么工作的？
作为JavaScript开发者，我们有一个其他语言程序员很少享受的"特权"：几乎不用操心内存管理。我们创建变量、对象和函数，JavaScript引擎会自动处理内存分配和释放。这种"魔法"般的能力，靠的就是垃圾回收机制。
但垃圾回收到底是什么？它背后是怎么工作的？了解这个基础知识不仅能满足好奇心，还能帮你写出性能更好的代码，找出那些难查的内存问题。
什么是垃圾回收？
简单来说，垃圾回收是一种自动内存管理机制，专门回收程序中不再使用的对象占用的内存。当你在JavaScript中创建变量或对象时，引擎会为它们分配内存。随着时间的推移，有些内存可能不再需要了。如果没有垃圾回收，这些没释放的内存会越积越多，导致内存泄漏、性能变差，甚至程序崩溃。
JavaScript引擎（比如Chrome和Node.js用的V8、Firefox的SpiderMonkey、Safari的JavaScriptCore）会自动执行垃圾回收。和那些需要手动管理内存的语言不同，JavaScript开发者不能直接控制什么时候释放内存。
核心概念：可达性
垃圾回收的基本原则是可达性。如果一个对象能够从某些已知的"根"直接或间接访问到，它就被认为是"可达"的。
常见的根包括：
全局对象：浏览器中的window、Node.js中的global
当前调用栈：正在执行的函数中的局部变量和参数
活跃的闭包：闭包中引用的变量
只要一个对象能通过引用链从根访问到，它就是"活着"的。无法访问的对象就是"不可达"的，也就是"垃圾"，可以被回收。
JavaScript引擎如何做垃圾回收：标记-清除算法
虽然不同JavaScript引擎有各自的优化方法，但现代JavaScript最主要的垃圾回收算法是标记-清除。这个算法能处理实际应用中常见的复杂引用关系，包括循环引用。
标记-清除算法分为两步：
标记阶段
从"根"开始（比如全局对象、调用栈）
遍历整个对象图，沿着所有引用继续往下找
所有能从根访问到的对象都会被标记为"正在使用"
你可以把这个过程想象成从起点开始的"寻宝"：所有能找到的宝物都会被做上标记。
清除阶段
标记完成后，垃圾回收器会扫描整个堆内存
没被标记的对象被认为是不可达的
这些对象占用的内存会被释放，留给后面使用
标记-清除算法的关键优势是能正确处理循环引用。比如A引用B、B引用A，但如果两者都不能从根访问到，就都会被当成垃圾回收。
引用计数的局限性
引用计数是一种更早、更简单的垃圾回收算法。每个对象记录自己被引用的次数，当引用数降到0时就被回收。
但引用计数处理不了循环引用。比如A引用B、B引用A时，即使它们不能从根访问，引用计数也不会变成0，导致内存泄漏。所以现代JavaScript引擎主要用标记-清除算法。
分代回收优化
现代引擎（比如V8）在标记-清除基础上加入了分代回收优化，这是基于"弱分代假说"：
大多数对象"死得很快"
如果一个对象活了很长时间，它可能会继续活很久
引擎把堆内存分成几代，比如：
新生代
老生代
工作机制如下：
新对象分配在新生代
新生代比较小，垃圾回收更频繁但也更高效
在新生代中存活多次的对象会"晋升"到老生代
老生代垃圾回收次数少，但更彻底、花时间更长
这种方式能显著提升整体性能，避免频繁扫描整个堆内存。
JavaScript中常见的内存泄漏
即使有自动垃圾回收，下面这些情况还是会导致内存泄漏：
1. 意外的全局变量
如果忘记用let、const或var声明变量，它会变成全局变量，在程序关闭前都不会被回收。
function createLeakyVariable() {
leakyVar = "我意外变成了全局变量！";
}
createLeakyVariable();2. 忘记清理的定时器或回调
比如setInterval、setTimeout的回调，或者事件监听器中持有的引用，会阻止对象被回收。
let bigData = { /* 很大的对象 */ };
const button = document.getElementById('myButton');
button.addEventListener('click', function handler() {
console.log(bigData);
});3. 脱离dom的元素
从DOM中移除元素后，如果代码里还保留着引用，这个元素不会被回收。
4. 闭包问题
闭包可能无意中让外层作用域的变量存活时间过长。
5. 不合理的缓存策略
没有清理机制的缓存（比如放在全局对象里）会导致内存不断增长。
改善内存管理的实用方法
虽然垃圾回收是自动的，但开发者还是可以写出更容易被优化的代码：
A. 少用全局变量
多用let、const，避免变量变成全局的。
B. 及时移除事件监听器
当元素或组件不再需要时，记得移除事件监听器。
C. 清理定时器
用clearInterval、clearTimeout及时清理不需要的定时器。
D. 适时清空引用
对于生命周期长的对象或大型数据结构，适时把引用设为null可以明确释放。
E. 使用WeakMap和WeakSet
它们存储"弱引用"，不会阻止对象被回收。
let user = { name: "张三" };
const userMetadata = new WeakMap();
userMetadata.set(user, { lastLogin: new Date() });
user = null; // user对象现在可以被回收了F. 使用性能分析工具
用浏览器开发者工具（比如Chrome的Performance和Memory）查看内存变化、生成堆快照，排查内存泄漏。
实际开发中的建议
1. 注意DOM引用
// 不好的做法
const elements = document.querySelectorAll('.item');
// 即使从DOM移除，elements仍然引用这些节点
// 好的做法
function processElements() {
const elements = document.querySelectorAll('.item');
// 处理元素...
// 函数结束后，局部变量自动释放
}2. 谨慎使用闭包
// 可能有问题
function createHeavyClosure() {
const heavyData = new Array(1000000).fill('data');
return function() {
// 即使不用heavyData，它也会被保留
console.log('hello');
};
}
// 更好的做法
function createLightClosure() {
return function() {
console.log('hello');
};
}3. 及时清理资源
class DataManager {
constructor() {
this.timers = new Set();
this.listeners = new Map();
}
addTimer(callback, delay) {
const timer = setInterval(callback, delay);
this.timers.add(timer);
return timer;
}
cleanup() {
// 清理所有定时器
this.timers.forEach(timer => clearInterval(timer));
this.timers.clear();
// 清理所有事件监听器
this.listeners.forEach((listener, element) => {
element.removeEventListener('click', listener);
});
this.listeners.clear();
}
}总结
垃圾回收是JavaScript易用性的重要基础，让开发者不用手动处理复杂的内存管理。理解垃圾回收的核心原理——特别是标记-清除算法和可达性概念——有助于写出性能更好、更稳定的代码。通过避免常见问题和遵循最佳实践，可以让引擎更高效地管理内存，保持应用流畅运行，没有额外的内存负担。
记住，好的JavaScript代码不仅要功能正确，还要对内存友好。虽然垃圾回收是自动的，但我们的编码习惯会直接影响它的工作效率。
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