對(duì)于任何一個(gè)程序員來說，最關(guān)注的兩個(gè)問題無非就是：時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。第一部分介紹了 V8 為改進(jìn) JavaScript 執(zhí)行時(shí)間所做的速度提升和優(yōu)化，第二部分則將著重介紹內(nèi)存管理方面的知識(shí)。

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這篇文章，小編簡要概述了編程語言的一般工作機(jī)制，并深入探討了 V8 引擎的管道。第二部分將介紹一些更重要的概念，這些概念是每一個(gè) JavaScript 程序員都必須了解的，并且不僅僅和 V8 引擎有關(guān)。

內(nèi)存堆

Orinoco 的 logo：V8 的垃圾回收器

每當(dāng)你在 JavaScript 程序中定義了一個(gè)變量、常量或者對(duì)象時(shí)，你都需要一個(gè)地方來存儲(chǔ)它。這個(gè)地方就是內(nèi)存堆。

當(dāng)遇到語句 var a = 10 的時(shí)候，內(nèi)存會(huì)分配一個(gè)位置用于存儲(chǔ) a 的值

可用內(nèi)存是有限的，而復(fù)雜的程序可能有很多變量和嵌套對(duì)象，因此合理地使用可用內(nèi)存非常重要。

和諸如 C 這種需要顯式分配和釋放內(nèi)存的語言不同，JavaScript 提供了自動(dòng)垃圾回收機(jī)制。一旦對(duì)象/變量離開了上下文并且不再使用，它的內(nèi)存就會(huì)被回收并返還到可用內(nèi)存池中。

在 V8 中，垃圾回收器的名字叫做 Orinoco，它的處理過程非常高效。這篇文章有相關(guān)解釋

標(biāo)記與清除算法

標(biāo)記和清除算法

我們通常會(huì)使用這種簡單有效的算法來判定可以從內(nèi)存堆中安全清除的對(duì)象。算法的工作方式正如其名：將對(duì)象標(biāo)記為可獲得/不可獲得，并將不可獲得的對(duì)象清除。

垃圾回收器周期性地從根部或者全局對(duì)象開始，移向被它們引用的對(duì)象，接著再移向被這些對(duì)象引用的對(duì)象，以此類推。所有不可獲得的對(duì)象會(huì)在之后被清除。

內(nèi)存泄漏

雖然垃圾回收器很高效，但是開發(fā)者不應(yīng)該就此將內(nèi)存管理的問題束之高閣。管理內(nèi)存是一個(gè)很復(fù)雜的過程，哪一塊內(nèi)存不再需要并不是單憑一個(gè)算法就能決定的。

內(nèi)存泄漏指的是，程序之前需要用到部分內(nèi)存，而這部分內(nèi)存在用完之后并沒有返回到內(nèi)存池。

下面是一些會(huì)導(dǎo)致你的程序出現(xiàn)內(nèi)存泄漏的常見錯(cuò)誤：

全局變量：如果你不斷地創(chuàng)建全局變量，不管有沒有用到它們，它們都將滯留在程序的整個(gè)執(zhí)行過程中。如果這些變量是深層嵌套對(duì)象，將會(huì)浪費(fèi)大量內(nèi)存。

var a = { ... }var b = { ... }function hello() { 
 c = a; // 這是一個(gè)你沒有意識(shí)到的全局變量} 

如果你試圖訪問一個(gè)此前沒有聲明過的變量，那么將在全局作用域中創(chuàng)建一個(gè)變量。在上面的例子中，c 是沒有使用 var 關(guān)鍵字顯式創(chuàng)建的變量/對(duì)象。

事件監(jiān)聽器：為了增強(qiáng)網(wǎng)站的交互性或者是制作一些浮華的動(dòng)畫，你可能會(huì)創(chuàng)建大量的事件監(jiān)聽器。而用戶在你的單頁面應(yīng)用中移向其他頁面時(shí)，你又忘記移除這些監(jiān)聽器，那么也可能會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。當(dāng)用戶在這些頁面來回移動(dòng)的時(shí)候，這些監(jiān)聽器會(huì)不斷增加。

var element = document.getElementById('button'); 
element.addEventListener('click', onClick) 

Intervals 和 Timeouts：當(dāng)在這些閉包中引用對(duì)象時(shí)，除非閉包本身被清除，否則不會(huì)清除相關(guān)對(duì)象。

setInterval(() => { 
 // 引用對(duì)象}// 這時(shí)候忘記清除計(jì)時(shí)器// 那么將導(dǎo)致內(nèi)存泄漏！ 

移除 DOM 元素：這個(gè)問題很常見，類似于全局變量導(dǎo)致的內(nèi)存泄漏。DOM 元素存在于對(duì)象圖內(nèi)存和 DOM 樹中。用例子來解釋可能會(huì)更好：

var terminator = document.getElementById('terminate');var badElem = document.getElementById('toDelete'); 
terminator.addEventListener('click', function() {memory 
 badElem.remove();}); 

在你通過 id = ‘terminate’ 點(diǎn)擊了按鈕之后，toDelete 會(huì)從 DOM 中移除。不過，由于它仍然被監(jiān)聽器引用，為這個(gè)對(duì)象分配的內(nèi)存并不會(huì)被釋放。

var terminator = document.getElementById('terminate'); 
terminator.addEventListener('click', function() { 
 var badElem = document.getElementById('toDelete'); 
 badElem.remove();}); 

badElem 是局部變量，在移除操作完成之后，內(nèi)存將會(huì)被垃圾回收器回收。

調(diào)用棧

棧是一種遵循 LIFO(先進(jìn)后出)規(guī)則的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲(chǔ)和獲取數(shù)據(jù)。JavaScript 引擎通過棧來記住一個(gè)函數(shù)中最后執(zhí)行的語句所在的位置。

function multiplyByTwo(x) { 
 return x*2;}function calculate() { 
 const sum = 4 + 2; 
 return multiplyByTwo(sum);} 
calculate()var hello = "some more code follows" 

1.引擎了解到我們的程序中有兩個(gè)函數(shù)

2.運(yùn)行 calculate() 函數(shù)

3.將 calculate 壓棧并計(jì)算兩數(shù)之和

4.運(yùn)行 multiplyByTwo() 函數(shù)

5.將 multiplyByTwo 函數(shù)壓棧并執(zhí)行算術(shù)計(jì)算 x*2

6.在返回結(jié)果的同時(shí)，將 multiplyByTwo() 從棧中彈出，之后回到 calculate() 函數(shù)

7.在 calculate() 函數(shù)返回結(jié)果的同時(shí)，將 calculate() 從棧中彈出，繼續(xù)執(zhí)行后面的代碼

棧溢出

在不對(duì)棧執(zhí)行彈出的情況下，可連續(xù)壓棧的數(shù)目取決于棧的大小。如果超過了這個(gè)界限之后還不斷地壓棧，最終會(huì)導(dǎo)致棧溢出。chrome 瀏覽器將會(huì)拋出一個(gè)錯(cuò)誤以及被稱為棧幀的棧快照。

遞歸：遞歸指的是函數(shù)調(diào)用自身。遞歸可以大幅度地減少執(zhí)行算法所花費(fèi)的時(shí)間(時(shí)間復(fù)雜度)，不過它的理解和實(shí)施較為復(fù)雜。

下面的例子中，基本事件永遠(yuǎn)不會(huì)執(zhí)行，lonley 函數(shù)在沒有返回值的情況下不斷地調(diào)用自身，最終會(huì)導(dǎo)致棧溢出。

function lonely() { 
 if (false) { 
 return 1; // 基本事件 
 } 
 lonely(); // 遞歸調(diào)用} 

為什么 JavaScript 是單線程的?

一個(gè)線程代表著在同一時(shí)間段內(nèi)可以單獨(dú)執(zhí)行的程序部分的數(shù)目。要想查看一門語言是單線程的還是多線程的，最簡單的方式就是了解它有多少個(gè)調(diào)用棧。JS 只有一個(gè)，所以它是單線程語言。

這樣不是會(huì)阻礙程序運(yùn)行嗎?如果我運(yùn)行多個(gè)耗時(shí)的阻塞操作，例如 HTTP 請(qǐng)求，那么程序必須得在每一個(gè)操作得到響應(yīng)之后才能執(zhí)行后面的代碼。

為了解決這個(gè)問題，我們需要找到一種可以在單線程下異步完成任務(wù)的辦法。事件循環(huán)就是用來發(fā)揮這個(gè)作用的。

事件循環(huán)

到現(xiàn)在為止，我們談到的內(nèi)容大多包含在 V8 里面，但是如果你去查看 V8 的代碼庫，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它并不包含例如 setTimeout 或者 DOM 的實(shí)現(xiàn)。事實(shí)上，除了運(yùn)行引擎之外，JS 還包括瀏覽器提供的 Web API，這些 API 用于拓展 JS。

總結(jié)

關(guān)于制作一門編程語言，其實(shí)還有很多內(nèi)容，并且語言的實(shí)現(xiàn)在這些年也是不斷變化的。我希望這兩篇博客可以幫助你成為一名更好的 JS 程序員，并且接受 JS 中那些晦澀難懂的內(nèi)容 。對(duì)于諸如“V8”，“事件循環(huán)”，“調(diào)用棧”這樣的術(shù)語，你現(xiàn)在應(yīng)該熟悉了。

大部分的學(xué)生(比如我)是從一個(gè)新的框架起步，之后再去學(xué)習(xí)原生 JS?，F(xiàn)在他們應(yīng)該熟悉代碼背后發(fā)生的事情了，反過來，這將幫助他們寫出更好的代碼。