理解js的数据类型、堆内存栈内存、js的垃圾回收机制、深拷贝浅拷贝_小言_互联网的博客

理解js的数据类型、堆内存栈内存、js的垃圾回收机制、深拷贝浅拷贝

2020-04-01 15:16 286人阅读评论(0)

前言

本身在面试博客里只是想整理一下js的类型，越联想越感觉这块的知识体量大，而且都是相关联的只是，但网上的现有的很多博客繁杂还不太清晰，故此专门记录一下这几个点。

正文

js中的数据类型

基本类型：number ，string，null，Boolen，undefined，symbol
引用类型：object （Array，Function,Date,Regxp在es6中规定都是object类型）

两者的区别：
基本类型：可以直接操作的实际存在的数据段。存在在内存的栈中，比较的是值的比较！
引用类型：复制操作是复制的是对象的引用，增加操作时是操作的对象本身。存在在堆内存和栈内存中，比较的是引用的比较！

这里只特别关注一下es6新增的类型：symbol

symbol

其他类型的具体细节也特别多，不一一列举了，可以直接参考：
【JS 进阶】你真的掌握变量和类型了吗

可以分辨数据类型之后，我们再看一下在javascript中存储数据的地方：堆内存和栈内存

堆内存和栈内存

在v8引擎中对js变量的存储主要有两种位置：堆内存和栈内存，以下简称堆、栈。
下面通过两个例子来理解堆和栈使用

//例1
var num1 = 1 
var num2 = "222"
num2 = num1
num2 = '666'
console.log(num1)// 1
console.log(num2)// '666'

这里可以看出上述的基本数据类型，是真实值在比较。那我们在看一下引用数据类型：

//例2
var obj1 = {name:'aa',age:18}
var obj2 = obj1
obj2.name = 'bb'
console.log(obj1) // { name: "bb", age: 18 }
console.log(obj2) // { name: "bb", age: 18 }

这里我们可以看出当obj2改变的时候，obj1也同时一起改变了！为什么会被影响而不像基本数据类型呢？我们来分析一下例2的过程：

当var obj2 = obj1时，数据存储的位置如下

当obj2.name = 'bb'时，改变的是堆中实际的数据！

所以打印出来的obj1和obj2是相同的。

通过上述例子我们可以得出堆和栈的区别：

栈内存主要用于存储各种基本类型的变量，包括Boolean、Number、String、Undefined、Nul 和引用数据类型的地址指针，它们都是直接按值存储在栈中的。
堆内存主要用于存储引用类型如对象(Object)、数组(Array)、函数(Function) …，当我们想要访问引用类型的值的时候，需要先从栈中获得对象的地址指针，然后，在通过地址指针找到堆中的所需要的数据。

为什么基本数据类型保存在栈中，而引用数据类型保存在堆中？

堆比栈大，栈比堆速度快；
基本数据类型比较稳定，而且相对来说占用的内存小；
引用数据类型大小是动态的，而且是无限的，引用值的大小会改变，不能把它放在栈中，否则会降低变量查找的速度，因此放在变量栈空间的值是该对象存储在堆中的地址，地址的大小是固定的，所以把它存储在栈中对变量性能无任何负面影响；
堆内存是无序存储，可以根据引用直接获取；

初步理解了堆和栈，那我们来思考一下，计算机的内存就那么大，假设我们一直往里面存东西而不取的话，内存会满吗？如果满了怎么办？

答案肯定是会满啊！为了不让它满，这里就要提一下js的垃圾回收机制了

js的垃圾回收机制

javaScript的内存管理不同于其他语言，程序员本身不可以操作而是由系统全自动回收~当然我们平时码字的时候不用管它，但是如果代码有问题的话，还是会造成内存泄漏，长时间积攒下来最终导致内存溢出（就是满了 ~没地儿存了）

通俗理解什么是内存溢出和内存泄漏？

内存溢出就是你要求分配的内存超出了系统能给你的，系统不能满足需求，于是产生溢出。
内存泄漏是指你向系统申请分配内存进行使用，可是使用完了以后却不归还(删除)，结果你申请到的那块内存你自己也不能再访问（也许你把它的地址给弄丢了），而系统也不能再次将它分配给需要的程序。

那js怎么全自动回收的？——JavaScript垃圾回收机制

JavaScript垃圾回收机制很简单：找出不再使用的变量，然后释放掉其占用的内存，但是这个过程不是实时的，因为其开销比较大，所以垃圾回收系统（GC）会按照固定的时间间隔，周期性的执行。

var a = 'test11'
var b =  'test222'
var a = b

这就是简单的回收，“test11”这个字符串失去了引用（之前是被a引用），系统检测到这个事实之后，就会释放该字符串的存储空间以便这些空间可以被再利用。针对这个解释，为方便理解，提出两个问题：
1. 什么才算是不再使用的变量？
js对这类变量有两种定义方式：标记清除法和引用计数法；

常用的是标记清除，它的过程可以分为几步：

当存储在内存中的所有变量进入环境时，都被打上标记 “进入环境”
代码继续执行。。。
然后去掉环境中使用的变量，去掉被环境中的变量引用的标记。
代码继续执行。。。
当变量离开环境执行完时，则将其标记为“离开环境”。
这些被加上“离开环境”标记的变量将被视为准备删除的变量，环境中其他的变量已经无法访问到这些变量了。
最后垃圾收集器销毁那些带标记的值，并回收他们所占用的内存空间。

引用计数是指跟踪记录每个值被引用的次数，语言引擎有一张"引用表"，保存了内存里面所有的资源（通常是各种值）的引用次数。如果一个值的引用次数是0，就表示这个值不再用到了，因此可以将这块内存释放。

当声明了一个变量并将一个引用类型值（function object array）赋给该变量时，则这个值的引用次数就是1。
如果同一个值又被赋给另一个变量，则该值的引用次数加1。
相反，如果包含对这个值引用的变量又取得了另外一个值，则这个值的引用次数减1。
当这个值的引用次数变成0时，则说明没有办法再访问这个值了，因而就可以将其占用的内存空间回收回来。
当垃圾回收器下次再运行时，它就会释放那些引用次数为0的值所占用的内存。

如果一个值不再需要了，引用数却不为0，垃圾回收机制无法释放这块内存，从而导致内存泄漏。

2.这个周期性怎么定义？

递归太深会导致栈溢出！

初步理解了堆和栈，为了加深深入理解，下面我们再看一下深拷贝和浅拷贝中的应用

深拷贝和浅拷贝

我浏览了很多文档，对于赋值、深浅拷贝说法不一，很多都是赋值和深浅拷贝分不清楚，在此，特意说明一下赋值和拷贝的区别！专门查了书，发现浅拷贝这里的东西没有具体定义，但是我更认可：引用类型的 赋值不等于浅拷贝和 浅拷贝是一层数据的拷贝，深拷贝是多层的拷贝这个观点。

上述例2的过程是一个赋值操作，赋值的只是对象的引用，如上述obj2=obj1，实际上传递的只是obj1的内存地址，所以obj2和obj1指向的是同一个内存数据，所以这个内存数据中值的改变对obj1和obj2都有影响。这个过程是不同于深浅拷贝的！

MDN中数组的slice方法中有这句话，slice不会修改原数组，只会返回一个浅复制了原数组中的元素的一个新数组。原数组的元素会按照下述规则浅拷贝…那就用slice来验证一下什么是浅拷贝：

var a = [ 1, 3, 5, { x: 1 } ];
var b = Array.prototype.slice.call(a);
b[0] = 2;
b[3].x = 2
console.log(a); // [ 1, 3, 5, { x: 2 } ];
console.log(b); // [ 2, 3, 5, { x: 2 } ];

这里b[0] = 2;时候a[0]没有随着改变，b[3].x = 2时候a[3].x发生了变化。

MDN中splice的规则：
。。
如果该元素是个对象引用（不是实际的对象），slice会拷贝这个对象引用到新的数组里。两个对象引用都引用了同一个对象。如果被引用的对象发生改变，则新的和原来的数组中的这个元素也会发生改变。
。。
对于字符串、数字及布尔值来说（不是 String、Number 或者 Boolean 对象），slice会拷贝这些值到新的数组里。在别的数组里修改这些字符串或数字或是布尔值，将不会影响另一个数组。

综上：浅拷贝：新的数据复制了原数据中 非对象属性的值 和 对象属性的引用,也就是说对象属性并不复制到内存,但非对象属性的值却复制到内存中。
而深拷贝会另外拷贝一份一个一模一样的对象,从堆内存中开辟一个新的区域存放新对象,新对象跟原对象不共享内存，修改新对象不会改到原对象。

类型	和原数据是否指向同一地址	原数据只有一层数据	原数据有多层子数据
赋值	是	新对象改变会使原数据一同改变	改变会使原数据一同改变
浅拷贝	否	新对象改变不会使原数据改变	改变会使原数据一同改变
赋值	否	新对象改变不会使原数据一同改变	改变不会使原数据一同改变

那怎么才能不引用同一个堆中的数值呢？这就涉及到了其他拷贝方式，我们来实现一下：

1.使用循环实现只复制一层的浅拷贝

//例3
var obj1 = {name:'aa',age:18}
var obj2 = {}
for(const key in obj1){
	obj2[key] = obj1[key]
}
obj2.name = 'bb'
console.log(obj1) // { name: "aa", age: 18 }
console.log(obj2) // { name: "bb", age: 18 }

2.使用手动复制实现只复制一层的浅拷贝

//例4
var obj1 = {name:'aa',age:18}
var obj2 = {
	name:obj1.name,
	age:obj1.age
}
obj2.name = 'bb'
console.log(obj1) // { name: "aa", age: 18 }
console.log(obj2) // { name: "bb", age: 18 }

在例4中，我们再栈内存var obj2 = {}新建了一个地址指针，通过赋值，在堆中复制了name：‘aa’,age：18，obj2指向新的堆内存地址；

当obj2.name = 'bb'时obj2指向的内存中的name改变，并不影响obj1中的值，

3.通过Object.assign()实现一层的浅拷贝

//例5
let obj1 = { a: { b:'bb1'}, c: 'bb1'}
let obj2 = Object.assign({},obj1)
obj2.a.b = 'bb2';
obj2.c = 'cc2'
console.log(obj1); // { a:{ b: "bb2" }, c: "bb1" }
console.log(obj2); // { a:{ b: "bb2" }, c: "cc2" }

例5中的ES6中的Object.assign方法，如果对象只有一层的话可以使用，其原理和例4相同是：先新建一个空对象，在堆中复制相同的属性，obj2指向另一个内存地址，但是这个方法不能使用在多层深拷贝！

5.Array.prototype.slice实现浅拷贝

//例6
var a = [ 1, 3, 5, { x: 1 } ];
var b = Array.prototype.slice.call(a);
b[0] = 2;
b[3].x = 2
console.log(a); // [ 1, 3, 5, { x: 2 } ];
console.log(b); // [ 2, 3, 5, { x: 2 } ];

上面已经解析过了，不再解析。

6.Array.prototype.concat实现浅拷贝

//例7
let array = [{a: 1}, {b: 2},666];
let array1 = [{c: 3},{d: 4}];
let array2= array.concat(array1);
array1[0].c= 123;
array[0].a = 456
array[2] = 999
console.log(array);// { a: 456 },{ b: 2 },999]
console.log(array1);// [ { c: 123 }, { d: 4 } ]
console.log(array2);// [ { a: 456 }, { b: 2 },666 { c: 123 }, { d: 4 } ]

这里array2就只实现了一层的拷贝，数值类型被复制，所以array[2] = 999时候array2[2] = 666没有改变，但是array2和array内层的对象引用地址相同，所有array[0].a = 456的时候array2也跟着变化了。

7.使用es6的扩展运算符 … 实现浅拷贝

//例8
let obj1 = [{ b:1}, 2]
let obj2 = [...obj1]
obj2[0].b = 'bb2';
obj1[1] = 3
console.log(obj1); // [{ b: "bb2" }, 3]
console.log(obj2); // [{ b: "bb2" }, 2]

扩展运算符只能用在可迭代的对象上，不会改变原数组，只会返回一个浅拷贝了原数组中的元素的一个新数组。

3.通过第三方库Lodash来实现浅拷贝

官网：https://www.lodashjs.com/

var objects = [{ 'a': 1 }, { 'b': 2 }];

var shallow = _.clone(objects);
console.log(shallow[0] === objects[0]);

以上都不能实现真正意义上的深拷贝，下面来看深拷贝：

1.通过JSON.parse(JSON.stringify(obj1))实现深拷贝

//例9
var obj1 = { body: { a: 10 } };
var obj2 = JSON.parse(JSON.stringify(obj1));
obj2.body.a = 20;
console.log(obj1);// { body: { a: 10 } }
console.log(obj2);// { body: { a: 20 } }
console.log(obj1 === obj2);// false
console.log(obj1.body === obj2.body);// false

这个方法是开发中最常用也是最简单的，哈哈，but 你以为真的这么简单吗？这个深拷贝也是有缺陷的！

JSON.parse(JSON.stringify(obj1))的原理是：通过JSON.stringify(obj1)把obj1转化为字符串，再用JSON.parse把字符串转化为一个新对象来进行拷贝；

这就只能拷贝数据类型，而拷贝不了对象的原型链，构造函数上面的方法或属性；
而且使用这个方法去拷贝的前提是 数据必须是JSON格式，如果你要拷贝的引用类型为：RegExp，function是没有办法实现的！

2.通过例1循环递归赋值实现对象的深拷贝

//例10
let obj1 = {
    name: 'aa',
    age: 18,
    data: {
        mom: '小红',
        else: {
            money: 9999
        }
    }
}
function clone(params) {
    if (typeof params === 'object') {
        let obj2 = {}
        for (const key in params) {
            obj2[key] = clone(params[key])
        }
        return obj2
    } else {
        return params
    }
}
let obj3 = clone(obj1)
obj3.data.mom = '小明'
obj3.age = 60
obj3.data.else.money = 666
console.log(obj1);
//{"name":"aa","age":18,"data":{"mom":"小红","else":{"money":9999}}}
console.log(obj3);
//{"name":"aa","age":60,"data":{"mom":"小明","else":{"money":666}}}

当然，通过递归就能实现深拷贝，但是还是会有很多性能问题，在此就不一一例举了，可以看这篇文章去加深自己的理解：面试特供深拷贝，我日常开发真的不会这样写的深拷贝！！

3.通过第三方库Lodash来实现深拷贝

官网：https://www.lodashjs.com/

var objects = [{ 'a': 1 }, { 'b': 2 }];
 
var deep = _.cloneDeep(objects);
console.log(deep[0] === objects[0]);//false

这个库还是很好用的，简单操作。

总结
浅拷贝：创建一个新对象，这个对象有着原始对象属性值的一份精确拷贝。如果属性是基本类型，拷贝的就是基本类型的值，如果属性是引用类型，拷贝的就是内存地址，所以如果其中一个对象改变了这个地址，就会影响到另一个对象。

深拷贝：将一个对象从内存中完整的拷贝一份出来,从堆内存中开辟一个新的区域存放新对象,且修改新对象不会影响原对象。

区别：浅拷贝是一层数据的拷贝，深拷贝是多层的拷贝

const定义的值能改么？

未完待续
参考链接：js垃圾回收机制； JS深拷贝和浅拷贝的实现

转载：https://blog.csdn.net/weixin_43216105/article/details/101024025

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