JavaScriptのガベージコレクションが本当に機能する方法

JavaScriptのGarbage Collection（GC）は、タグクリーニングメカニズムを介してメモリを自動的に管理し、ルートオブジェクトからアクセス可能なオブジェクトをマークし、到達できないオブジェクトをクリアしてメモリを解放します。一般的なメモリリークには、予期しないグローバル変数、不明確なイベントリスナーとタイマー、DOMから分離されているがまだ参照されているノードが含まれ、閉鎖は大きなオブジェクトの参照を保持します。最新のエンジンは、パフォーマンスを最適化するために、世代のリサイクル、増分および同時リサイクルを使用します。開発者は、手動での参照を空にし、イベントのリスニングをクリアすること、長期的なサイクルの閉鎖を避け、WeakMap/weaksetを使用することにより、GCを支援できます。

JavaScriptのGarbage Collection（GC）は、プログラムが必要としなくなったオブジェクトをクリーンアップすることにより、メモリを自動的に管理する舞台裏のメカニズムです。ほとんどの開発者は毎日それについて考える必要はありませんが、それがどのように機能するかを理解することは、より効率的なコードを書き、メモリリークを回避するのに役立ちます。

ガベージコレクションの仕組み：基本

JavaScriptエンジン（Chromeやnode.jsのV8など）は、自動メモリ管理を使用しています。オブジェクト、配列、または関数を作成すると、メモリが割り当てられます。これらの値がもはや到達可能または使用可能でない場合、ゴミコレクターはそのメモリを踏み入れて解放します。

核となるアイデアは到達可能性です：

• ガベージコレクターは、「ルート」オブジェクトのセット（グローバル変数や現在機能変数を実行している）から始まります。
• 次に、参照を介してこれらのルーツから到達できるすべてのオブジェクトを追跡します。
• 到達できないものはすべて、ゴミと見なされ、クリーンアップの資格があります。

このアプローチは、Mark-and-Sweepとして知られています。

1. マークフェーズ：GCは、根から始まるすべての到達可能なオブジェクトを通り抜け、それらを「生きている」とマークします。
2. スイープフェーズ：メモリを通過し、マークされていないすべてを削除します。

これは、循環参照で失敗する古い参照カウント方法よりも効果的です（例： a.ref = b; b.ref = a; - どちらもゼロ参照を持っていませんが、どちらもルートから到達できない場合があります）。

JavaScriptのメモリリークの一般的な原因

自動GCを使用しても、メモリリークを作成できます。ここに最も一般的なパターンがあります：

• 偶発的なグローバル変数

  機能badfunc（）{
    Leaked = "I'm Global Now"; // 'var'、 'let'、または 'const'を忘れた
  }

  これにより、データがグローバルオブジェクト（例えば、 window ）に添付されます。

• 忘れられたイベントリスナーまたは時間

  setInterval（（）=> {
    const hugedata = fetchdata（）;
    //これがクリアされない場合、hugedataは記憶にとどまります
  }、1000）;

  タイマーとDOMイベントリスナーは、閉鎖への参照を保持しています。クリーンアップされていない場合、関連データのクリーンアップを防ぎます。

• リファレンスが保持されたデタッチドムノード

  let node = document.getElementById（ "tmp"）;
  document.body.RemoveChild（ノード）;
  //しかし、私たちはまだ「ノード」に参照を保持しています

  JavaScriptが参照を保持している限り、ノードはDOMから削除されていますが、収集されません。

• 大きなスコープを保持する閉鎖

  function outer（）{
    const bigdata = new arraybuffer（1024 * 1024 * 10）; // 10MB
    function inenter（）を返す{
      //内側がbigdataを使用していなくても、それはスコープです
      console.log（ "hello"）;
    };
  }

  inner bigDataを閉じているので、 innerが存在する限り収集することはできません。

最新のエンジンがGCを最適化する方法

JavaScriptエンジンはGCを絶えず実行しません。これにより、物事が遅くなります。代わりに、世代ごみ収集と増分コレクションを使用します。

• 世代コレクション
  ほとんどのオブジェクトが若くなるという観察に基づいてください：

  • 記憶は老い世代と古い世代に分かれています。
  • 新しいオブジェクトは若い世代に入ります。
  • 頻繁に、高速GCは若い世代をクリーンアップします（ほとんどのオブジェクトはすぐになくなります）。
  • 複数の若いGCSを生き残るオブジェクトは、古い世代に昇格します。
  • 古い世代は頻繁に掃除されません。

• 増分および同時GC
  アプリの凍結を避けるために、最新のGCS：

  • マークフェーズをチャンクに分割します（増分）。
  • いくつかの作業を並列または別々のスレッド（同時）で実行します。
  • アプリが応答性を維持するように、一時停止を最小限に抑えます。

これは、GCが「世界を止める」だけでなく、実際のパフォーマンスに高度に最適化されていることを意味します。

ゴミコレクターを支援するためのヒント

GCを強制することはできませんが、それを助けることができます：

• あなたが本当に大きなオブジェクトを完了したときに参照をnullします：

   let data = { / * big object * /};
  // ...データを使用します
  data = null; //コレクションの対象となります

• イベントリスナーをクリーンアップ：

   const handler =（）=> { / * ... * /};
  button.addeventlistener（ "click"、handler）;
  // 後で：
  Button.RemoveEventListener（ "Click"、Handler）;

• 大規模なデータで長寿命の閉鎖を避けてください。

• 必要に応じて弱いコレクションを使用してください：

  • WeakMapとWeakSet参照を弱く保持します - GCを防ぎません。
  • オブジェクトが行われたときに消えるはずのオブジェクトに結び付けられたメタデータまたはキャッシュに役立ちます。

基本的に、JavaScriptのゴミコレクターは賢く効率的ですが、あなたの心を読むことはできません。あなたがもう必要としないものへの参照を保持している場合、それらは掃除されません。到達可能性と一般的なリークパターンの理解は、安定したメモリ効率の高いアプリを書くのに大いに役立ちます。

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