Web開發(fā)的發(fā)展
??? 在過去一些的時候，Web開發(fā)人員并沒有太多的去關(guān)注內(nèi)存泄露問題。那時的頁面間聯(lián)系大都比較簡單，并主要使用不同的連接地址在同一個站點(diǎn)中導(dǎo)航，這樣的 設(shè)計方式是非常有利于瀏覽器釋放資源的。即使Web頁面運(yùn)行中真的出現(xiàn)了資源泄漏，那它的影響也是非常有限而且常常是不會被人在意的。
??? 今天人們對Web應(yīng)用有了高更的要求。一個頁面很可能數(shù)小時不會發(fā)生URL跳轉(zhuǎn)，并同時通過Web服務(wù)動態(tài)的更新頁面內(nèi)容。復(fù)雜的事件關(guān)聯(lián)設(shè)計、基于對象 的JScript和DHTML技術(shù)的廣泛采用，使得代碼的能力達(dá)到了其承受的極限。在這樣的情況和改變下，弄清楚內(nèi)存泄露方式變得非常的急迫，特別是過去 這些問題都被傳統(tǒng)的頁面導(dǎo)航方法給屏蔽了。
??? 還算好的事情是，當(dāng)你明確了希望尋找什么時，內(nèi)存泄露方式是比較容易被確定的。大多數(shù)你能遇到的泄露問題我們都已經(jīng)知道，你只需要少量額外的工作就會給你帶來好處。雖然在一些頁面中少量的小泄漏問題仍會發(fā)生，但是主要的問題還是很容易解決的。
泄露方式
??? 在接下來的內(nèi)容中，我們會討論內(nèi)存泄露方式，并為每種方式給出示例。其中一個重要的示例是JScript中的Closure技術(shù)，另一個示例是在事件執(zhí)行 中使用Closures。當(dāng)你熟悉本示例后，你就能找出并修改你已有的大多數(shù)內(nèi)存泄漏問題，但是其它Closure相關(guān)的問題可能又會被忽視。
現(xiàn)在讓我們來看看這些個方式都有什么：
?1、循環(huán)引用(Circular References) — IE瀏覽器的COM組件產(chǎn)生的對象實例和網(wǎng)頁腳本引擎產(chǎn)生的對象實例相互引用，就會造成內(nèi)存泄漏。這也是Web頁面中我們遇到的最常見和主要的泄漏方式；
?2、內(nèi)部函數(shù)引用(Closures) — Closures可以看成是目前引起大量問題的循環(huán)應(yīng)用的一種特殊形式。由于依賴指定的關(guān)鍵字和語法結(jié)構(gòu)，Closures調(diào)用是比較容易被我們發(fā)現(xiàn)的；
?3、頁面交叉泄漏(Cross-Page Leaks) — 頁面交叉泄漏其實是一種較小的泄漏，它通常在你瀏覽過程中，由于內(nèi)部對象薄計引起。下面我們會討論DOM插入順序的問題，在那個示例中你會發(fā)現(xiàn)只需要改動 少量的代碼，我們就可以避免對象薄計對對象構(gòu)建帶來的影響；
?4、貌似泄漏(Pseudo-Leaks) — 這個不是真正的意義上的泄漏，不過如果你不了解它，你可能會在你的可用內(nèi)存資源變得越來越少的時候極度郁悶。為了演示這個問題，我們將通過重寫Script元素中的內(nèi)容來引發(fā)大量內(nèi)存的"泄漏"。
循環(huán)引用
??? 循環(huán)引用基本上是所有泄漏的始作俑者。通常情況下，腳本引擎通過垃圾收集器(GC)來處理循環(huán)引用，但是某些未知因數(shù)可能會妨礙從其環(huán)境中釋放資源。對于IE來說，某些DOM對象實例的狀態(tài)是腳本無法得知的。下面是它們的基本原則：
Figure 1: 基本的循環(huán)引用模型
??? 本模型中引起的泄漏問題基于COM的引用計數(shù)。腳本引擎對象會維持對DOM對象的引用，并在清理和釋放DOM對象指針前等待所有引用的移除。在我們的示例 中，我們的腳本引擎對象上有兩個引用：腳本引擎作用域和DOM對象的expando屬性。當(dāng)終止腳本引擎時第一個引用會釋放，DOM對象引用由于在等待腳 本擎的釋放而并不會被釋放。你可能會認(rèn)為檢測并修復(fù)假設(shè)的這類問題會非常的容易，但事實上這樣基本的的示例只是冰山一角。你可能會在30個對象鏈的末尾發(fā) 生循環(huán)引用，這樣的問題排查起來將會是一場噩夢。
??? 如果你仍不清楚這種泄漏方式在HTML代碼里到底怎樣，你可以通過一個全局腳本變量和一個DOM對象來引發(fā)并展現(xiàn)它。
<html>
<head>
<script language="JScript">
var myGlobalObject;
function SetupLeak()
{
// First set up the script scope to element reference
myGlobalObject = document.getElementById("LeakedDiv");
// Next set up the element to script scope reference
document.getElementById("LeakedDiv").expandoProperty = myGlobalObject;
}
function BreakLeak()
{
document.getElementById("LeakedDiv").expandoProperty = null;
}
</script>
</head>
<body onload="SetupLeak()" onunload="BreakLeak()">
<div id="LeakedDiv"></div>
</body>
</html>
?你可以使用直接賦null值得方式來破壞該泄漏情形。在頁面文檔卸載前賦null值，將會讓腳本引擎知道對象間的引用鏈沒有了。現(xiàn)在它將能正常的清理引用并釋放DOM對象。在這個示例中，作為Web開發(fā)員的你因該更多的了解了對象間的關(guān)系。
??? 作為一個基本的情形，循環(huán)引用可能還有更多不同的復(fù)雜表現(xiàn)。對基于對象的JScript，一個通常用法是通過封裝JScript對象來擴(kuò)充DOM對象。在 構(gòu)建過程中，你常常會把DOM對象的引用放入JScript對象中，同時在DOM對象中也存放上對新近創(chuàng)建的JScript對象的引用。你的這種應(yīng)用模式 將非常便于兩個對象之間的相互訪問。這是一個非常直接的循環(huán)引用問題，但是由于使用不用的語法形式可能并不會讓你在意。要破環(huán)這種使用情景可能變得更加復(fù) 雜，當(dāng)然你同樣可以使用簡單的示例以便于清楚的討論。
<html>
<head>
<script language="JScript">
function Encapsulator(element)
{
// Set up our element
this.elementReference = element;
// Make our circular reference
element.expandoProperty = this;
}
function SetupLeak()
{
// The leak happens all at once
new Encapsulator(document.getElementById("LeakedDiv"));
}
function BreakLeak()
{
document.getElementById("LeakedDiv").expandoProperty = null;
}
</script>
</head>
<body onload="SetupLeak()" onunload="BreakLeak()">
<div id="LeakedDiv"></div>
</body>
</html>
?更復(fù)雜的辦法還有記錄所有需要解除引用的對象和屬性，然后在Web文檔卸載的時候統(tǒng)一清理，但大多數(shù)時候你可能會再造成額外的泄漏情形，而并沒有解決你的問題。
閉包函數(shù)(Closures)
??? 由于閉包函數(shù)會使程序員在不知不覺中創(chuàng)建出循環(huán)引用，所以它對資源泄漏常常有著不可推卸的責(zé)任。而在閉包函數(shù)自己被釋放前，我們很難判斷父函數(shù)的參數(shù)以及 它的局部變量是否能被釋放。實際上閉包函數(shù)的使用已經(jīng)很普通，以致人們頻繁的遇到這類問題時我們卻束手無策。在詳細(xì)了解了閉包背后的問題和一些特殊的閉包 泄漏示例后，我們將結(jié)合循環(huán)引用的圖示找到閉包的所在，并找出這些不受歡迎的引用來至何處。
Figure 2. 閉包函數(shù)引起的循環(huán)引用
??? 普通的循環(huán)引用，是兩個不可探知的對象相互引用造成的，但是閉包卻不同。代替直接造成引用，閉包函數(shù)則取而代之從其父函數(shù)作用域中引入信息。通常，函數(shù)的 局部變量和參數(shù)只能在該被調(diào)函數(shù)自身的生命周期里使用。當(dāng)存在閉包函數(shù)后，這些變量和參數(shù)的引用會和閉包函數(shù)一起存在，但由于閉包函數(shù)可以超越其父函數(shù)的 生命周期而存在，所以父函數(shù)中的局部變量和參數(shù)也仍然能被訪問。在下面的示例中，參數(shù)1將在函數(shù)調(diào)用終止時正常被釋放。當(dāng)我們加入了一個閉包函數(shù)后，一個 額外的引用產(chǎn)生，并且這個引用在閉包函數(shù)釋放前都不會被釋放。如果你碰巧將閉包函數(shù)放入了事件之中，那么你不得不手動從那個事件中將其移出。如果你把閉包 函數(shù)作為了一個expando屬性，那么你也需要通過置null將其清除。
??? 同時閉包會在每次調(diào)用中創(chuàng)建，也就是說當(dāng)你調(diào)用包含閉包的函數(shù)兩次，你將得到兩個獨(dú)立的閉包，而且每個閉包都分別擁有對參數(shù)的引用。由于這些顯而易見的因素，閉包確實非常用以帶來泄漏。下面的示例將展示使用閉包的主要泄漏因素：
<html>
<head>
<script language="JScript">
function AttachEvents(element)
{
// This structure causes element to ref ClickEventHandler
element.attachEvent("onclick", ClickEventHandler);
function ClickEventHandler()
{
// This closure refs element
}
}
function SetupLeak()
{
// The leak happens all at once
AttachEvents(document.getElementById("LeakedDiv"));
}
function BreakLeak()
{
}
</script>
</head>
<body onload="SetupLeak()" onunload="BreakLeak()">
<div id="LeakedDiv"></div>
</body>
</html>
?如果你對怎么避免這類泄漏感到疑惑，我將告訴你處理它并不像處理普通循環(huán)引用那么簡單。"閉包"被看作函數(shù)作用域中的一個臨時對象。一旦函數(shù)執(zhí)行退出，你 將失去對閉包本身的引用，那么你將怎樣去調(diào)用detachEvent方法來清除引用呢？在Scott Isaacs的MSN Spaces上有一種解決這個問題的有趣方法。這個方法使用一個額外的引用(原文叫second closure，可是這個示例里致始致終只有一個closure)協(xié)助window對象執(zhí)行onUnload事件，由于這個額外的引用和閉包的引用存在于 同一個對象域中，于是我們可以借助它來釋放事件引用，從而完成引用移除。為了簡單起見我們將閉包的引用暫存在一個expando屬性中，下面的示例將向你 演示釋放事件引用和清除expando屬性。
<html>
<head>
<script language="JScript">
function AttachEvents(element)
{
// In order to remove this we need to put
// it somewhere. Creates another ref
element.expandoClick = ClickEventHandler;
// This structure causes element to ref ClickEventHandler
element.attachEvent("onclick", element.expandoClick);
function ClickEventHandler()
{
// This closure refs element
}
}
function SetupLeak()
{
// The leak happens all at once
AttachEvents(document.getElementById("LeakedDiv"));
}
function BreakLeak()
{
document.getElementById("LeakedDiv").detachEvent("onclick",
document.getElementById("LeakedDiv").expandoClick);
document.getElementById("LeakedDiv").expandoClick = null;
}
</script>
</head>
<body onload="SetupLeak()" onunload="BreakLeak()">
<div id="LeakedDiv"></div>
</body>
</html>
?在這篇KB文章中，實際上建議我們除非迫不得已盡量不要創(chuàng)建使用閉包。文章中的示例，給我們演示了非閉包的事件引用方式，即把閉包函數(shù)放到頁面的全 局作用域中。當(dāng)閉包函數(shù)成為普通函數(shù)后，它將不再繼承其父函數(shù)的參數(shù)和局部變量，所以我們也就不用擔(dān)心基于閉包的循環(huán)引用了。在非必要的時候不使用閉包這 樣的編程方式可以盡量使我們的代碼避免這樣的問題。
??? 最后，腳本引擎開發(fā)組的Eric Lippert，給我們帶來了一篇關(guān)于閉包使用通俗易懂的好文章。他的最終建議也是希望在真正必要的時候才使用閉包函數(shù)。雖然他的文章沒有提及閉包會使用的真正場景，但是這兒已有的大量示例非常有助于大家起步。
頁面交叉泄漏(Cross-Page Leaks)
??? 這種基于插入順序而常常引起的泄漏問題，主要是由于對象創(chuàng)建過程中的臨時對象未能被及時清理和釋放造成的。它一般在動態(tài)創(chuàng)建頁面元素，并將其添加到頁面 DOM中時發(fā)生。一個最簡單的示例場景是我們動態(tài)創(chuàng)建兩個對象，并創(chuàng)建一個子元素和父元素間的臨時域（譯者注：這里的域(Scope)應(yīng)該是指管理元素之 間層次結(jié)構(gòu)關(guān)系的對象）。然后，當(dāng)你將這兩個父子結(jié)構(gòu)元素構(gòu)成的的樹添加到頁面DOM樹中時，這兩個元素將會繼承頁面DOM中的層次管理域?qū)ο螅⑿孤┲?前創(chuàng)建的那個臨時域?qū)ο蟆Ｏ旅娴膱D示示例了兩種動態(tài)創(chuàng)建并添加元素到頁面DOM中的方法。在第一種方法中，我們將每個子元素添加到它的直接父元素中，最后 再將創(chuàng)建好的整棵子樹添加到頁面DOM中。當(dāng)一些相關(guān)條件合適時，這種方法將會由于臨時對象問題引起泄漏。在第二種方法中，我們自頂向下創(chuàng)建動態(tài)元素，并 使它們被創(chuàng)建后立即加入到頁面DOM結(jié)構(gòu)中去。由于每個被加入的元素繼承了頁面DOM中的結(jié)構(gòu)域?qū)ο螅覀儾恍枰獎?chuàng)建任何的臨時域。這是避免潛在內(nèi)存泄漏 發(fā)生的好方法。
Figure 3. DOM插入順序泄漏模型
??? 接下來，我們將給出一個躲避了大多數(shù)泄漏檢測算法的泄漏示例。因為我們實際上沒有泄漏任何可見的元素，并且由于被泄漏的對象太小從而你可能根本不會注意這 個問題。為了使我們的示例產(chǎn)生泄漏，在動態(tài)創(chuàng)建的元素結(jié)構(gòu)中將不得不內(nèi)聯(lián)的包含一個腳本函數(shù)指針。在我們設(shè)置好這些元素間的相互隸屬關(guān)系后這將會使我們泄 漏內(nèi)部臨時腳本對象。由于這個泄漏很小，我們不得不將示例執(zhí)行成千上萬次。事實上，一個對象的泄漏只有很少的字節(jié)。在運(yùn)行示例并將瀏覽器導(dǎo)航到一個空白頁 面，你將會看到兩個版本代碼在內(nèi)存使用上的區(qū)別。當(dāng)我們使用第一種方法，將子元素加入其父元素再將構(gòu)成的子樹加入頁面DOM，我們的內(nèi)存使用量會有微小的 上升。這就是一個交叉導(dǎo)航泄漏，只有當(dāng)我們重新啟動IE進(jìn)程這些泄漏的內(nèi)存才會被釋放。如果你使用第二種方法將父元素加入頁面DOM再將子元素加入其父元 素中，同樣運(yùn)行若干次后，你的內(nèi)存使用量將不會再上升，這時你會發(fā)現(xiàn)你已經(jīng)修復(fù)了交叉導(dǎo)航泄漏的問題。
<html>
<head>
<script language="JScript">
function LeakMemory()
{
var hostElement = document.getElementById("hostElement");
// Do it a lot, look at Task Manager for memory response
for(i = 0; i < 5000; i++)
{
var parentDiv =
document.createElement("<div onClick='foo()'>");
var childDiv =
document.createElement("<div onClick='foo()'>");
// This will leak a temporary object
parentDiv.appendChild(childDiv);
hostElement.appendChild(parentDiv);
hostElement.removeChild(parentDiv);
parentDiv.removeChild(childDiv);
parentDiv = null;
childDiv = null;
}
hostElement = null;
}
function CleanMemory()
{
var hostElement = document.getElementById("hostElement");
// Do it a lot, look at Task Manager for memory response
for(i = 0; i < 5000; i++)
{
var parentDiv =
document.createElement("<div onClick='foo()'>");
var childDiv =
document.createElement("<div onClick='foo()'>");
// Changing the order is important, this won't leak
hostElement.appendChild(parentDiv);
parentDiv.appendChild(childDiv);
hostElement.removeChild(parentDiv);
parentDiv.removeChild(childDiv);
parentDiv = null;
childDiv = null;
}
hostElement = null;
}
</script>
</head>
<body>
<button onclick="LeakMemory()">Memory Leaking Insert</button>
<button onclick="CleanMemory()">Clean Insert</button>
<div id="hostElement"></div>
</body>
</html>
?這類泄漏應(yīng)該被澄清，因為這個解決方法有悖于我們在IE中的一些有益經(jīng)驗。創(chuàng)建帶有腳本對象的DOM元素，以及它們已進(jìn)行的相互關(guān)聯(lián)是了解這個泄漏 的關(guān)鍵點(diǎn)。這實際上這對于泄漏來說是至關(guān)重要的，因為如果我們創(chuàng)建的DOM元素不包含任何的腳本對象，同時使用相同的方式將它們進(jìn)行關(guān)聯(lián)，我們是不會有任 何泄漏問題的。示例中給出的第二種技巧對于關(guān)聯(lián)大的子樹結(jié)構(gòu)可能更有效（由于在那個示例中我們一共只有兩個元素，所以建立一個和頁面DOM不相關(guān)的樹結(jié)構(gòu) 并不會有什么效率問題）。第二個技巧是在創(chuàng)建元素的開始不關(guān)聯(lián)任何的腳本對象，所以你可以安全的創(chuàng)建子樹。當(dāng)你把你的子樹關(guān)聯(lián)到頁面DOM上后，再繼續(xù)處 理你需要的腳本事件。牢記并遵守關(guān)于循環(huán)引用和閉包函數(shù)的使用規(guī)則，你不會再在掛接事件時在你的代碼中遇到不同的泄漏。
??? 我真的要指出這個問題，因為我們可以看出不是所有的內(nèi)存泄漏都是可以很容易發(fā)現(xiàn)的。它們可能都是些微不足道的問題，但往往需要成千上萬次的執(zhí)行一個更小的 泄漏場景才能使問題顯現(xiàn)出來，就像DOM元素插入順序引起的問題那樣。如果你覺得使用所謂的"最佳"經(jīng)驗來編程，那么你就可以高枕無憂，但是這個示例讓我 們看到，即使是"最佳"經(jīng)驗似乎也可能帶來泄漏。我們這里的解決方案希望能提高這些已有的好經(jīng)驗，或者介紹一些新經(jīng)驗使我們避免泄漏發(fā)生的可能。
貌似泄漏(Pseudo-Leaks)
??? 在大多數(shù)時候，一些APIs的實際的行為和它們預(yù)期的行為可能會導(dǎo)致你錯誤的判斷內(nèi)存泄漏。貌似泄漏大多數(shù)時候總是出現(xiàn)在同一個頁面的動態(tài)腳本操作中，而 在從一個頁面跳轉(zhuǎn)到空白頁面的時候發(fā)生是非常少見的。那你怎么能象排除頁面間泄漏那樣來排除這個問題，并且在新任務(wù)運(yùn)行中的內(nèi)存使用量是否是你所期望的。 我們將使用腳本文本的重寫來作為一個貌似泄漏的示例。
??? 象DOM插入順序問題那樣，這個問題也需要依賴創(chuàng)建臨時對象來產(chǎn)生"泄漏"。對一個腳本元素對象內(nèi)部的腳本文本一而再再而三的反復(fù)重寫，慢慢地你將開始泄 漏各種已關(guān)聯(lián)到被覆蓋內(nèi)容中的腳本引擎對象。特別地，和腳本調(diào)試有關(guān)的對象被作為完全的代碼對象形式保留了下來。
<html>
<head>
<script language="JScript">
function LeakMemory()
{
// Do it a lot, look at Task Manager for memory response
for(i = 0; i < 5000; i++)
{
hostElement.text = "function foo() { }";
}
}
</script>
</head>
<body>
<button onclick="LeakMemory()">Memory Leaking Insert</button>
<script id="hostElement">function foo() { }</script>
</body>
</html>
?如果你運(yùn)行上面的示例代碼并使用任務(wù)管理器查看，當(dāng)從"泄漏"頁面跳轉(zhuǎn)到空白頁面時，你并不會注意到任何腳本泄漏。因為這種腳本泄漏完全發(fā)生在頁面 內(nèi)部，而且當(dāng)你離開該頁面時被使用的內(nèi)存就會回收。對于我們原本所期望的行為來說這樣的情況是糟糕的。你希望當(dāng)重寫了腳本內(nèi)容后，原來的腳本對象就應(yīng)該徹 底的從頁面中消失。但事實上，由于被覆蓋的腳本對象可能已用作事件處理函數(shù)，并且還可能有一些未被清除的引用計數(shù)。正如你所看到的，這就是貌似泄漏。在表 面上內(nèi)存消耗量可能看起來非常的糟糕，但是這個原因是完全可以接受的。
?總結(jié)
??? 每一位Web開發(fā)員可能都整理有一份自己的代碼示例列表，當(dāng)他們在代碼中看到如列表中的代碼時，他們會意識到泄漏的存在并會使用一些開發(fā)技巧來避免這些問 題。這樣的方法雖然簡單便捷，但這也是今天Web頁面內(nèi)存泄漏普遍存在的原因。考慮我們所討論的泄漏情景而不是關(guān)注獨(dú)立的代碼示例，你將會使用更加有效的 策略來解決泄漏問題。這樣的觀念將使你在設(shè)計階段就把問題估計到，并且確保你有計劃來處理潛在的泄漏問題。使用編寫加固代碼（譯者注：就是異常處理或清理 對象等的代碼）的習(xí)慣并且采取清理所有自己占用內(nèi)存的方法。雖然對這個問題來說可能太夸張了，你也可能幾乎從沒有見到編寫腳本卻需要自己清理自己占用的內(nèi) 存的情況；使這個問題變得越來越顯著的是，腳本變量和expando屬性間存在的潛在泄漏可能。
??? 如果對模式和設(shè)計感興趣，我強(qiáng)烈推薦Scott的這篇blog，因為其中演示了一個通用的移除基于閉包泄漏的示例代碼。當(dāng)然這需要我們使用更多的代碼，但 是這個實踐是有效的，并且改進(jìn)的場景非常容易在代碼中定位并進(jìn)行調(diào)試。類似的注入設(shè)計也可以用在基于expando屬性引起的循環(huán)引用中，不過需要注意所 注冊的方法自身不要讓泄漏(特別使用閉包的地方)跑掉。
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?
[ 轉(zhuǎn)自 : http://blog.csdn.net/popeyes_hsz/archive/2009/03/17/3997220.aspx ]
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