浏览器垃圾回收机制与内存管理详解

描述
浏览器垃圾回收（Garbage Collection，GC）是JavaScript引擎自动管理内存的核心机制，负责识别并释放不再使用的内存空间，防止内存泄漏。由于JavaScript是单线程语言，GC的执行会阻塞主线程，不当的内存管理可能导致页面卡顿甚至崩溃。理解GC原理对性能优化至关重要。

知识结构

1. 内存生命周期

   • 分配：变量、对象、函数创建时分配内存。
   • 使用：对内存进行读写操作。
   • 释放：不再使用的内存由GC自动回收。

2. 垃圾回收算法核心思想

   • 引用计数（早期算法）：记录对象被引用的次数，引用数为0时立即回收。
     • 缺陷：无法处理循环引用（如两个对象互相引用）。
   • 标记-清除（现代浏览器主流）：定期从根对象（如window）出发，标记所有可达对象，清除未标记对象。
     • 优点：解决循环引用问题。
     • 流程：
       1. 标记阶段：遍历根对象及其子引用，标记活跃对象。
       2. 清除阶段：释放未标记对象的内存。

3. V8引擎的GC优化策略

   • 分代回收：将内存分为新生代（存活时间短）和老生代（存活时间长）。
     • 新生代：使用Scavenge算法（复制算法），将内存分为From和To空间，存活对象从From复制到To，清空From。
     • 老生代：使用标记-清除和标记-压缩组合算法，避免内存碎片。
   • 增量标记与并发回收：
     • 增量标记：将标记过程分解为小任务，穿插在JavaScript执行中，减少阻塞时间。
     • 并发回收：GC线程与主线程并行执行，进一步降低停顿。

4. 常见内存泄漏场景与排查

   • 意外全局变量：未声明的变量挂载到window。
   • 未清理的定时器/事件监听：DOM移除后未取消监听。
   • 闭包引用：函数内部引用外部变量，导致外部变量无法释放。
   • Detached DOM节点：DOM从树中移除但仍被JavaScript引用。
   • 排查工具：Chrome DevTools的Memory面板（Heap Snapshot、Allocation Instrumentation）。

5. 最佳实践

   • 避免频繁创建大型对象，使用对象池复用对象。
   • 及时解除事件监听和定时器。
   • 使用WeakMap/WeakMap弱引用避免不必要的内存保留。

通过理解GC机制，开发者可主动优化代码结构，减少不必要的内存占用，提升应用性能。