JavaScript 性能优化

简单概要

• 内存管理
• 垃圾回收与常见 GC 算法
• V8 引擎的垃圾回收
• Performance 工具
• 代码优化栗子

内存管理

简单叙述内存，下面是一个小 code

function fn() {
    arr = []
    arr[1000000] = 'hellow'
}
fn()
// 如果不是很了解内存机制，就有可能编写出这样的代码，内存是持续升高，并没有回落，蓝色线条

内存管理介绍

• 内存：由可读写单元组成，表示一片可操作空间
• 管理：人为的去操作一片空间的申请、使用和释放
• 内存管理：开发者主动申请空间、使用空间、释放空间
• 管理流程：较为简单，申请-使用-释放、

// 申请
let obj = {}
// 使用
obj.name = 'zhang'
// 释放
obj = {}

垃圾回收

• JavaScript 中内存管理是自动的
• 对象不再被引用时是垃圾
• 对象不能从根上访问到时是垃圾

实际上 JavaScript 的垃圾回收其实就是找到这个垃圾，让 JavaScript 的执行引擎来进行空间的释放和回收。

GC 垃圾是什么

• GC就是垃圾回收机制的简写
• GC可以找到内存中的垃圾、并释放和回收空间
• 程序中不再需要使用的对象以及程序中不能再访问到的对象就是 GC 的垃圾

GC 算法是什么

• GC是一种机制，垃圾回收器完成具体的工作
• 工作的内容就是查找垃圾释放空间、回收空间
• 算法就是工作时查找和回收所遵循的规则

常见 GC 算法

• 引用计数
• 标记清除
• 标记整理
• 分代回收

一、引用计数算法。 核心思想：设置引用数，判断当前引用数是否为0 引用计数器 引用关系改变时修改引用数字 引用数字为0时立即回收

const user1 = {age: 11}
const user2 = {age: 22}
const user3 = {age: 33}

const nameList = [user1.age, user2.age, user3.age]

function fn(){
    const num1 = 1
    const num2 = 2
}

fn()

当上述代码 fn() 执行完毕后，由于 num1 和 num2 加上了 const 声明，所以外部访问不到，这时 num1 和 num2 身上的引用计数会变成 0，当引用计数为 0时，GC就会把他当成垃圾回收掉，而 user123，因为被数组 nameList 引用着，所以不会被回收。 引用计数算法优点：【发现垃圾时立即回收】【最大限度减少程序暂停】 缺点：【无法回收循环引用的对象】【时间开销大】 二、标记清除算法。 核心思想：分标记和清除两个阶段完成 阶段一：遍历所有对象找标记活动对象 阶段二：遍历所有对象清除没有标记对象 回收相应的空间
标记清除算法优点：【可以解决循环引用不能回收问题】 缺点：【会产生空间碎片化问题，不能让空间得到最大化使用】

V8 引擎

• V8 是一款主流的 JavaScript 执行引擎
• V8 采用即时编译
• V8 内存设限

垃圾回收策略

• 采用分代回收
• 内存分为新生代、老生代
• 针对不同对象采用不同算法

回收策略图

以及 V8 常用的 GC 算法，因为 V8 是设有内存上限，所以采用分代回收思路，不同代的对象采用更适合的 GC 算法

• 分代回收
• 空间复制
• 标记清除
• 标记整理
• 标记增量

V8 内存分配

• V8 内存空间一分为二
• 小空间用于存储新生代对象（32M|16M）
• 新生代指的是存活时间较短的对象

V8 回收新生代对象

• 回收过程采用复制算法 + 标记整理
• 新生代内存区分为二个等大小空间
• 使用空间为 From，空闲时间为 To
• 活动对象存储于 From 空间
• 标记整理后将对象拷贝至 To
• From 与 To 交换空间完成释放

V8 老生代对象存放区域

• 老生代对象存放在右侧老生代区域
• 64 位操作系统 1.4 G，32 操作系统 700M
• 老生代对象就是指存活时间较长的对象

老生代对象回收实现

• 主要采用标记清除、标记整理、增量标记算法
• 首先使用标记清除完成垃圾空间的回收
• 采用标记整理进行空间优化
• 采用增量标记进行效率优化

Performance 监控面板

• 可以使用 chrome 的开发人员工具面板，选择性能
• 开启录制功能，访问具体界面
• 执行用户行为，一段时间后停止录制
• 分析界面中记录的内存信息

一、内存问题的外在表现（假设网络情况正常）

• 页面出延迟加载或经常性暂停（可能伴随着频繁垃圾回收出现，在于有些代码瞬间让程序爆炸）
• 页面持续性出现糟糕的性能（内存膨胀，指的是当前界面为了达到最近使用速度，会申请内存空间，但是这个内存空间大小超过了设备本身所提供的大小）
• 页面的性能随时间延迟越来越差（内存泄露）

二、监控内存的几种方式

• 浏览器任务管理器
• Timeline 时序图记录
• 堆快照查找分离 DOM
• 判断是否存在频繁的垃圾回收