本文继续对JavaScript高级程序设计第四版 第四章 变量、作用域与内存 进行学习

一、原始值与引用值

1.参考资料

这里推荐先阅读C# 堆和栈 引用和值类型 Ref和Out，关于栈内存和堆内存，讲解的很清楚。然后JS和C#关于原始值与引用值是一致的，可以参考Js 中的原始值和引用值

• 首先说一下js中有哪些原始值，Number，String，Boolean，Null，Undefined这些基本数据类型都是原始值。原始值存储在栈中。
• 引用值是指一些复合类型数据的值，包括Object，function，Array，RegExp，Data，引用值于原始值不同，引用值把引用变量存储在栈中，而实际的对象存储在堆中。每一个引用变量都有一根指针指向其堆中的实际对象。

参考js栈和堆的区别

浅拷贝可以简单理解为，发生在栈中的拷贝行为，只能拷贝基本值和引用值的地址。
深拷贝可以简单理解为，同时发生在栈中和堆中的拷贝行为，除了拷贝基本值和引用值的 地址之外，地址的对象也会发生拷贝。

2.引述

ECMAScript 变量可以包含两种不同类型的数据：原始值和引用值。原始值（primitive value）就是最简单的数据，引用值（reference value）则是由多个值构成的对象。

在把一个值赋给变量时，JavaScript 引擎必须确定这个值是原始值还是引用值。上一章讨论了 6 种原始值：Undefined、Null、Boolean、Number、String 和 Symbol。保存原始值的变量是按值（by value）访问的，因为我们操作的就是存储在变量中的实际值。

引用值是保存在内存中的对象。与其他语言不同，JavaScript 不允许直接访问内存位置，因此也就不能直接操作对象所在的内存空间。在操作对象时，实际上操作的是对该对象的引用（reference）而非实际的对象本身。为此，保存引用值的变量是按引用（by reference）访问的。

3.动态属性

原始值不能有属性，尽管尝试给原始值添加属性不会报错。比如：

let name = "Nicholas"; 
name.age = 27; 
console.log(name.age); // undefined 

在此，代码想给字符串 name 定义一个 age 属性并给该属性赋值 27。紧接着在下一行，属性不见了。记住，只有引用值可以动态添加后面可以使用的属性。

注意，原始类型的初始化可以只使用原始字面量形式。如果使用的是 new 关键字，则 JavaScript 会创建一个 Object 类型的实例，但其行为类似原始值。下面来看看这两种初始化方式的差异：

let name1 = "Nicholas"; 
let name2 = new String("Matt"); 
name1.age = 27; 
name2.age = 26; 
console.log(name1.age); // undefined 
console.log(name2.age); // 26 
console.log(typeof name1); // string 
console.log(typeof name2); // object

4.复制值

除了存储方式不同，原始值和引用值在通过变量复制时也有所不同。在通过变量把一个原始值赋值到另一个变量时，原始值会被复制到新变量的位置。这两个变量可以独立使用，互不干扰。

在把引用值从一个变量赋给另一个变量时，存储在变量中的值也会被复制到新变量所在的位置。区别在于，这里复制的值实际上是一个指针，它指向存储在堆内存中的对象。操作完成后，两个变量实际上指向同一个对象，因此一个对象上面的变化会在另一个对象上反映出来，如下面的例子所示：

let obj1 = new Object(); 
let obj2 = obj1; 
obj1.name = "Nicholas"; 
console.log(obj2.name); // "Nicholas"

5.传参

function addTen(num) { 
 num += 10; 
 return num; 
} 
let count = 20;
let result = addTen(count); 
console.log(count); // 20，没有变化
console.log(result); // 30

ECMAScript 中所有函数的参数都是按值传递的。这意味着函数外的值会被复制到函数内部的参数中，就像从一个变量复制到另一个变量一样。如果是原始值，那么就跟原始值变量的复制一样，如果是引用值，那么就跟引用值变量的复制一样。

function setName(obj) { 
 obj.name = "Nicholas"; 
} 
let person = new Object(); 
setName(person); 
console.log(person.name); // "Nicholas" 

这一次，我们创建了一个对象并把它保存在变量 person 中。然后，这个对象被传给 setName()方法，并被复制到参数 obj 中。在函数内部，obj 和 person 都指向同一个对象。结果就是，即使对象是按值传进函数的，obj 也会通过引用访问对象。当函数内部给 obj 设置了 name 属性时，函数外部的对象也会反映这个变化，因为 obj 指向的对象保存在全局作用域的堆内存上。很多开发者错误地认为，当在局部作用域中修改对象而变化反映到全局时，就意味着参数是按引用传递的。为证明对象是按值传递的，我们再来看看下面这个修改后的例子：

function setName(obj) { 
 obj.name = "Nicholas"; 
 obj = new Object(); 
 obj.name = "Greg"; 
} 
let person = new Object(); 
setName(person); 
console.log(person.name); // "Nicholas" 

这个例子前后唯一的变化就是 setName()中多了两行代码，将 obj 重新定义为一个有着不同 name的新对象。当 person 传入 setName()时，其 name 属性被设置为"Nicholas"。然后变量 obj 被设置为一个新对象且 name 属性被设置为"Greg"。如果 person 是按引用传递的，那么 person 应该自动将指针改为指向 name 为"Greg"的对象。可是，当我们再次访问 person.name 时，它的值是"Nicholas"，这表明函数中参数的值改变之后，原始的引用仍然没变。当 obj 在函数内部被重写时，它变成了一个指向本地对象的指针。而那个本地对象在函数执行结束时就被销毁了。

6.instanceof

typeof 虽然对原始值很有用，但它对引用值的用处不大。我们通常不关心一个值是不是对象，而是想知道它是什么类型的对象。为了解决这个问题，ECMAScript 提供了 instanceof 操作符，语法如下：

result = variable instanceof constructor

如果变量是给定引用类型（由其原型链决定，将在第 8 章详细介绍）的实例，则 instanceof 操作符返回 true。来看下面的例子：

console.log(person instanceof Object); // 变量 person 是 Object 吗？
console.log(colors instanceof Array); // 变量 colors 是 Array 吗？
console.log(pattern instanceof RegExp); // 变量 pattern 是 RegExp 吗？

按照定义，所有引用值都是 Object 的实例，因此通过 instanceof 操作符检测任何引用值和Object 构造函数都会返回 true。类似地，如果用 instanceof 检测原始值，则始终会返回 false，因为原始值不是对象。

二、垃圾回收

1.引用计数

2.标记清除

3.通过 const 和 let 声明提升性能

ES6 增加这两个关键字不仅有助于改善代码风格，而且同样有助于改进垃圾回收的过程。因为 const和 let 都以块（而非函数）为作用域，所以相比于使用 var，使用这两个新关键字可能会更早地让垃圾回收程序介入，尽早回收应该回收的内存。在块作用域比函数作用域更早终止的情况下，这就有可能发生。

4.全局变量设置为null，能尽快回收

优化内存占用的最佳手段就是保证在执行代码时只保存必要的数据。如果数据不再必要，那么把它设置为 null，从而释放其引用。这也可以叫作解除引用。这个建议最适合全局变量和全局对象的属性。局部变量在超出作用域后会被自动解除引用，如下面的例子所示：

function createPerson(name){ 
 let localPerson = new Object(); 
 localPerson.name = name; 
 return localPerson; 
} 
let globalPerson = createPerson("Nicholas"); 
// 解除 globalPerson 对值的引用
globalPerson = null; 

在上面的代码中，变量 globalPerson 保存着 createPerson()函数调用返回的值。在 createPerson()内部，localPerson 创建了一个对象并给它添加了一个 name 属性。然后，localPerson 作为函数值被返回，并被赋值给 globalPerson。localPerson 在 createPerson()执行完成超出上下文后会自动被解除引用，不需要显式处理。但 globalPerson 是一个全局变量，应该在不再需要时手动解除其引用，最后一行就是这么做的。

不过要注意，解除对一个值的引用并不会自动导致相关内存被回收。解除引用的关键在于确保相关的值已经不在上下文里了，因此它在下次垃圾回收时会被回收。

4. 隐藏类和删除操作

根据 JavaScript 所在的运行环境，有时候需要根据浏览器使用的 JavaScript 引擎来采取不同的性能优化策略。截至 2017 年，Chrome 是最流行的浏览器，使用 V8 JavaScript 引擎。V8 在将解释后的 JavaScript代码编译为实际的机器码时会利用“隐藏类”。如果你的代码非常注重性能，那么这一点可能对你很重要。

运行期间，V8 会将创建的对象与隐藏类关联起来，以跟踪它们的属性特征。能够共享相同隐藏类的对象性能会更好，V8 会针对这种情况进行优化，但不一定总能够做到。比如下面的代码：

function Article() { 
 this.title = 'Inauguration Ceremony Features Kazoo Band'; 
} 
let a1 = new Article(); 
let a2 = new Article(); 

V8 会在后台配置，让这两个类实例共享相同的隐藏类，因为这两个实例共享同一个构造函数和原型。假设之后又添加了下面这行代码：

a2.author = 'Jake'; 

此时两个 Article 实例就会对应两个不同的隐藏类。根据这种操作的频率和隐藏类的大小，这有可能对性能产生明显影响。当然，解决方案就是避免 JavaScript 的“先创建再补充”（ready-fire-aim）式的动态属性赋值，并在构造函数中一次性声明所有属性，如下所示：

function Article(opt_author) { 
 this.title = 'Inauguration Ceremony Features Kazoo Band'; 
 this.author = opt_author; 
} 
let a1 = new Article(); 
let a2 = new Article('Jake'); 

这样，两个实例基本上就一样了（不考虑 hasOwnProperty 的返回值），因此可以共享一个隐藏类，从而带来潜在的性能提升。不过要记住，使用 delete 关键字会导致生成相同的隐藏类片段。看一下这个例子：

function Article() { 
 this.title = 'Inauguration Ceremony Features Kazoo Band'; 
 this.author = 'Jake'; 
} 
let a1 = new Article(); 
let a2 = new Article(); 
delete a1.author; 

在代码结束后，即使两个实例使用了同一个构造函数，它们也不再共享一个隐藏类。动态删除属性与动态添加属性导致的后果一样。最佳实践是把不想要的属性设置为 null。这样可以保持隐藏类不变和继续共享，同时也能达到删除引用值供垃圾回收程序回收的效果。比如：

function Article() { 
 this.title = 'Inauguration Ceremony Features Kazoo Band'; 
 this.author = 'Jake'; 
} 
let a1 = new Article(); 
let a2 = new Article(); 
a1.author = null; 

5. 内存泄漏

写得不好的 JavaScript 可能出现难以察觉且有害的内存泄漏问题。在内存有限的设备上，或者在函数会被调用很多次的情况下，内存泄漏可能是个大问题。JavaScript 中的内存泄漏大部分是由不合理的引用导致的。

意外声明全局变量是最常见但也最容易修复的内存泄漏问题。下面的代码没有使用任何关键字声明变量：

function setName() { 
 name = 'Jake'; 
} 

此时，解释器会把变量 name 当作 window 的属性来创建（相当于 window.name = 'Jake'）。可想而知，在 window 对象上创建的属性，只要 window 本身不被清理就不会消失。这个问题很容易解决，只要在变量声明前头加上 var、let 或 const 关键字即可，这样变量就会在函数执行完毕后离开作用域。

定时器也可能会悄悄地导致内存泄漏。下面的代码中，定时器的回调通过闭包引用了外部变量：

let name = 'Jake'; 
setInterval(() => { 
 console.log(name); 
}, 100); 

只要定时器一直运行，回调函数中引用的 name 就会一直占用内存。垃圾回收程序当然知道这一点，因而就不会清理外部变量。

使用 JavaScript 闭包很容易在不知不觉间造成内存泄漏。请看下面的例子：

let outer = function() { 
 let name = 'Jake'; 
 return function() { 
 return name; 
 }; 
}; 

调用 outer()会导致分配给 name 的内存被泄漏。以上代码执行后创建了一个内部闭包，只要返回的函数存在就不能清理 name，因为闭包一直在引用着它。假如 name 的内容很大（不止是一个小字符串），那可能就是个大问题了。

6. 静态分配与对象池

为了提升 JavaScript 性能，最后要考虑的一点往往就是压榨浏览器了。此时，一个关键问题就是如何减少浏览器执行垃圾回收的次数。开发者无法直接控制什么时候开始收集垃圾，但可以间接控制触发垃圾回收的条件。理论上，如果能够合理使用分配的内存，同时避免多余的垃圾回收，那就可以保住因释放内存而损失的性能。

一个策略是使用对象池。在初始化的某一时刻，可以创建一个对象池，用来管理一组可回收的对象。应用程序可以向这个对象池请求一个对象、设置其属性、使用它，然后在操作完成后再把它还给对象池。由于没发生对象初始化，垃圾回收探测就不会发现有对象更替，因此垃圾回收程序就不会那么频繁地运行。下面是一个对象池的伪实现：

// vectorPool 是已有的对象池 
let v1 = vectorPool.allocate(); 
let v2 = vectorPool.allocate(); 
let v3 = vectorPool.allocate(); 
v1.x = 10; 
v1.y = 5; 
v2.x = -3; 
v2.y = -6; 
addVector(v1, v2, v3); 
console.log([v3.x, v3.y]); // [7, -1] 
vectorPool.free(v1); 
vectorPool.free(v2); 
vectorPool.free(v3); 
// 如果对象有属性引用了其他对象
// 则这里也需要把这些属性设置为 null 
v1 = null; 
v2 = null; 
v3 = null;