Chrome 浏览器垃圾回收机制与内存泄漏分析
通常情况下，垃圾数据回收分为手动回收和自动回收两种策略。
手动回收策略，何时分配内存、何时销毁内存都是由代码控制的。
自动回收策略，产生的垃圾数据是由垃圾回收器来释放的，并不需要手动通过代码来释放。
一、 JavaScript 中调用栈中的数据回收
JavaScript 引擎会通过向下移动 ESP(记录当前执行状态的指针) 来销毁该函数保存在栈中的执行上下文。
二、 JavaScript 堆中的数据回收
在 V8 中会把堆分为 新生代 和 老生代 两个区域，新生代中存放的是生存时间短的对象，老生代中存放的生存时间久的对象。
新生区通常只支持 1～8M 的容量，而老生区支持的容量就大很多了。对于这两块区域，V8 分别使用两个不同的垃圾回收器，以便更高效地实施垃圾回收。
- 副垃圾回收器，主要负责新生代的垃圾回收。
- 主垃圾回收器，主要负责老生代的垃圾回收。
不论什么类型的垃圾回收器，它们都有一套共同的执行流程。
- 第一步标记空间中活动对象和非活动对象。所谓活动对象就是还在使用的对象，非活动对象就是可以进行垃圾回收的对象。
- 第二步是回收非活动对象所占据的内存。其实就是在所有的标记完成之后，统一清理内存中所有被标记为可回收的对象。
- 第三步是做内存整理。一般来说，频繁回收对象后，内存中就会存在大量不连续空间，我们把这些不连续的内存空间称为内存碎片，。当内存中出现了大量的内存碎片之后，如果需要分配较大连续内存的时候，就有可能出现内存不足的情况。所以最后一步需要整理这些内存碎片。(这步其实是可选的，因为有的垃圾回收器不会产生内存碎片).
2.1 新生代中垃圾回收
新生代中用 Scavenge 算法 来处理，把新生代空间对半划分为两个区域，一半是对象区域，一半是空闲区域。新加入的对象都会存放到对象区域，当对象区域快被写满时，就需要执行一次垃圾清理操作。
在垃圾回收过程中，首先要对对象区域中的垃圾做标记；标记完成之后，就进入垃圾清理阶段，副垃圾回收器会把这些存活的对象复制到空闲区域中，同时它还会把这些对象有序地排列起来，所以这个复制过程，也就相当于完成了内存整理操作，复制后空闲区域就没有内存碎片了。
完成复制后，对象区域与空闲区域进行角色翻转，也就是原来的对象区域变成空闲区域，原来的空闲区域变成了对象区域。这样就完成了垃圾对象的回收操作，同时这种 角色翻转的操作还能让新生代中的这两块区域无限重复使用下去.
为了执行效率，一般新生区的空间会被设置得比较小,也正是因为新生区的空间不大，所以很容易被存活的对象装满整个区域。为了解决这个问题，JavaScript 引擎采用了 对象晋升策略,也就是经过两次垃圾回收依然还存活的对象，会被移动到老生区中。
2.2 老生代中的垃圾回收
老生代中用 标记 - 清除（Mark-Sweep）的算法 来处理。首先是标记过程阶段，标记阶段就是从一组根元素开始，递归遍历这组根元素(遍历调用栈)，在这个遍历过程中，能到达的元素称为 活动对象 ,没有到达的元素就可以判断为 垃圾数据.然后在遍历过程中标记，标记完成后就进行清除过程。它和副垃圾回收器的垃圾清除过程完全不同，这个的清除过程是删除标记数据。
清除算法后，会产生大量不连续的内存碎片。而碎片过多会导致大对象无法分配到足够的连续内存，于是又产生了 标记 - 整理（Mark-Compact）算法 ，这个标记过程仍然与 标记 - 清除算法 里的是一样的，但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理，而是让所有存活的对象都向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存，从而让存活对象占用连续的内存块
2.3 全停顿
由于 JavaScript 是运行在主线程之上的，一旦执行垃圾回收算法，都需要将正在执行的 JavaScript 脚本暂停下来，待垃圾回收完毕后再恢复脚本执行。我们把这种行为叫做 全停顿 。
在 V8 新生代的垃圾回收中，因其空间较小，且存活对象较少，所以全停顿的影响不大，但老生代就不一样了。如果执行垃圾回收的过程中，占用主线程时间过久，主线程是不能做其他事情的。比如页面正在执行一个 JavaScript 动画，因为垃圾回收器在工作，就会导致这个动画在垃圾回收过程中无法执行，这将会造成页面的卡顿现象。
为了降低老生代的垃圾回收而造成的卡顿，V8 将标记过程分为一个个的子标记过程，同时让垃圾回收标记和 JavaScript 应用逻辑交替进行，直到标记阶段完成，我们把这个算法称为 增量标记（Incremental Marking）算法.
使用增量标记算法，可以把一个完整的垃圾回收任务拆分为很多小的任务，这些小的任务执行时间比较短，可以穿插在其他的 JavaScript 任务中间执行，这样当执行上述动画效果时，就不会让用户因为垃圾回收任务而感受到页面的卡顿了。
三、 内存泄漏
不再用到的内存，没有及时释放，就叫做内存泄漏（memory leak）。
内存泄漏发生的原因
3.1 缓存
有时候为了方便数据的快捷复用，我们会使用缓存,但是缓存必须有一个大小上限才有用。高内存消耗将会导致缓存突破上限，因为缓存内容无法被回收。
3.2 计时器中引用没有清除
当浏览器队列消费不及时时，会导致一些作用域变量得不到及时的释放，因而导致内存泄漏。
var someData = getData();
setInterval(function() { var node = document.getElementById('Node'); if(node) {
node.innerHTML = JSON.stringify(someData));
}
}, 1000);
这里定义了一个计时器，每隔1s把一些数据写到Node节点里面。但是当这个Node节点被删除后，这里的逻辑其实都不需要了，可是这样写，却导致了计时器里面的回调函数无法被回收，同时，someData里的数据也是无法被回收的。
3.3 全局变量
除了常规设置了比较大的对象在全局变量中，还可能是意外导致的全局变量，如：
function foo(arg) {
bar = "this is a hidden global variable";
}
3.4 闭包
var theThing = null;var replaceThing = function () { var originalThing = theThing; var unused = function () { if (originalThing) console.log("hi");
};
theThing = { longStr: new Array(1000000).join('*'), someMethod: function () { console.log(someMessage);
}
};
};
setInterval(replaceThing, 1000);
四、 内存泄漏的识别方法
4.1 使用 Chrome 任务管理器实时监视内存使用
打开 chrome 浏览器点击右上角主菜单，选择 更多工具->任务管理器 ，这样就开启了任务管理器面板，然后再右键点击任务管理器的表格标题并启用 JavaScript使用的内存，能看到这样的面板：
下面两列可以告诉您与页面的内存使用有关的不同信息：
- 内存占用空间(Memory) 列表示原生内存。DOM 节点存储在原生内存中。如果此值正在增大，则说明正在创建 DOM 节点。
- JavaScript使用的内存(JavaScript Memory) 列表示 JS 堆。此列包含两个值。您感兴趣的值是实时数字（括号中的数字）。实时数字表示您的页面上的可到达对象正在使用的内存量。如果此数字在增大，要么是正在创建新对象，要么是现有对象正在增长。
当你页面稳定下来之后，这两个的值还在上涨，你就可以查一查是否内存泄漏了。
4.2 利用chrome 时间轴记录可视化内存泄漏
Performance(时间轴) 能够面板直观实时显示JS内存使用情况、节点数量、监听器数量等。
打开 chrome 浏览器，调出调试面板(DevTools),点击Performance选项(低版本是Timeline)，勾选Memory复选框。一种比较好的做法是使用强制垃圾回收开始和结束记录。在记录时点击 Collect garbage 按钮 (强制垃圾回收按钮) 可以强制进行垃圾回收。所以录制顺序可以这样：开始录制前先点击垃圾回收-->点击开始录制-->点击垃圾回收-->点击结束录制。
五、 避免内存泄漏的方法
- 少用全局变量，避免意外产生全局变量
- 使用闭包要及时注意，有Dom元素的引用要及时清理。
- 计时器里的回调没用的时候要记得销毁。
- 为了避免疏忽导致的遗忘，我们可以使用 WeakSet 和 WeakMap结构，它们对于值的引用都是不计入垃圾回收机制的，表示这是弱引用。举个例子
const wm = new WeakMap();const element = document.getElementById('example');
wm.set(element, 'some information');
wm.get(element) // "some information"
这种情况下，一旦消除对该节点的引用，它占用的内存就会被垃圾回收机制释放。Weakmap 保存的这个键值对，也会自动消失。
基本上，如果你要往对象上添加数据，又不想干扰垃圾回收机制，就可以使用 WeakMap。