JavaScript中的垃圾回收：引用计数算法

引用计数算法是一种早期的垃圾回收策略，其核心思想是跟踪每个对象被引用的次数。当对象的引用计数变为0时，表示该对象不再被任何变量或数据结构引用，可以被安全回收。

引用计数的基本原理
引用计数算法会为每个对象维护一个计数器，记录当前有多少个引用指向该对象。当新的引用指向对象时，计数加1；当引用被移除或重新赋值时，计数减1。当计数变为0时，对象就会被立即回收。

引用计数的具体实现步骤

1. 对象创建时初始化引用计数为1
2. 当有新的变量引用该对象时，引用计数加1
3. 当引用被移除时（如变量被重新赋值、离开作用域等），引用计数减1
4. 当引用计数变为0时，立即回收该对象占用的内存

示例代码演示

// 对象创建，引用计数为1
let obj1 = { name: '对象A' };

// 新的引用，引用计数变为2
let obj2 = obj1;

// 移除一个引用，引用计数变回1
obj2 = null;

// 移除最后一个引用，引用计数变为0，对象被回收
obj1 = null;

引用计数的优点

1. 实时性：对象不再被引用时立即回收，内存可以快速释放
2. 可预测性：垃圾回收在引用计数变化时立即发生，不会造成长时间停顿
3. 简单性：算法逻辑相对简单，易于实现

引用计数的致命缺陷：循环引用问题
循环引用是指两个或多个对象相互引用，形成环状结构。这种情况下，即使这些对象已经不再被外部引用，它们的引用计数也不会变为0，导致内存泄漏。

循环引用示例

function createCircularReference() {
    let objA = { name: 'A' };
    let objB = { name: 'B' };
    
    // 形成循环引用
    objA.ref = objB;  // objB的引用计数变为2
    objB.ref = objA;  // objA的引用计数变为2
    
    return '循环引用已创建';
}

createCircularReference();
// 函数执行结束后，objA和objB离开作用域
// 但它们的引用计数都为1（相互引用），无法被回收

更复杂的循环引用场景

// 自引用
let obj = {};
obj.self = obj;  // 对象引用自己

// 多对象循环引用
let a = { name: 'A' };
let b = { name: 'B' };
let c = { name: 'C' };

a.ref = b;
b.ref = c;
c.ref = a;  // 形成A->B->C->A的循环引用

DOM元素与JavaScript对象的循环引用
在浏览器环境中，DOM元素和JavaScript对象之间的循环引用是常见的内存泄漏原因：

function createLeak() {
    const element = document.getElementById('myElement');
    const data = { element: element };
    
    // DOM元素引用JavaScript对象
    element.data = data;
    
    // 即使移除DOM元素，由于循环引用，内存无法释放
}

引用计数算法的实际应用
虽然纯引用计数算法有循环引用的问题，但现代JavaScript引擎会结合其他技术来缓解这个问题：

1. 弱引用（WeakRef）：不增加引用计数的特殊引用
2. 标记-清除算法结合：定期使用标记-清除算法检测循环引用
3. 启发式规则：根据对象特征采用不同的回收策略

引用计数与标记-清除的对比

现代JavaScript引擎的解决方案
现代浏览器（如V8、SpiderMonkey等）通常采用分代收集策略，结合多种算法：

• 对新创建的对象使用引用计数或复制算法
• 对老对象使用标记-清除或标记-压缩算法
• 使用增量标记和并行回收减少停顿时间

引用计数算法虽然有其局限性，但它的实时回收特性在某些场景下仍有价值。理解引用计数的原理和缺陷，有助于我们编写更健壮的JavaScript代码，避免常见的内存泄漏问题。