【每日一面】如何解决内存泄漏

基础问答

问：有没有遇到过内存泄漏？怎么排查处理的

答：前端页面上出现内存泄露，使用 Chrome devtools -> memory 工具排查，选择时间轴分配（Allocations on timeline）功能后开始录制操作，在页面上进行相关组件的操作，停止录制后，查看内存曲线，重点关注内存曲线上升的和下降的位置，如出现只升不降，没有明显回落的区域，再重点操作，重新录制对应位置的操作，逐步缩小定位。对于这种重点关注的区域，可以同时使用堆快照追踪持续增长的对象。对排查出来的点位进行验证的时候，可以通过内存面板的垃圾回收按钮，如下图，回收后如果内存大小还是很高，可以确认是存在无法回收的内存，有泄露的情况。

扩展延伸

内存泄漏是 JavaScript 开发中隐蔽性强且影响严重的问题，尤其在长生命周期应用，如 SPA、后台管理系统中，可能导致页面卡顿、崩溃甚至浏览器无响应的问题。

内存泄露的本质是：本来应该被回收的对象因为意外的引用而保留了下来，导致垃圾回收器无法释放这个对象所占用的内存，使得内存占用持续增长。

垃圾回收机制

JavaScript 采用自动垃圾回收机制，不需要手动释放内存，通过引用计数和标记-清除算法回收不再使用的内存：

• 引用计数：跟踪每个对象被引用的次数，次数为 0 时回收，但是出现循环引用的时候，这个就无法解决了。
• 标记 - 清除：从根对象（如 window ）出发，标记所有可达对象，未被标记的对象将被回收，这是目前浏览器主流的算法。

OOM

和内存泄露相关联的还有一个概念，即OOM，内存溢出，指的是在程序申请内存时，发现没有可用内存分配，直接抛出了 OOM 异常。

一般来说，内存泄露是内存溢出的一个原因，但不是唯一的原因，而内存泄露会持续消耗内存资源，最终导致没有可以分配的内存给程序，出现 OOM。

内存泄露的场景

1. 意外的全局变量

   一般是在非严格模式下出现，使用的变量没有声明，会隐式的绑定到 window 对象上，变成持久性的引用，如：

   function fn() {data = {};
   }
   

   解决方案：对于这种情况，第一优先的是启动严格模式（现在的框架或项目都是默认为严格模式，通常不需要关注），其次，在现在使用的 es6 规范下，优先使用 let/const​ 关键字声明，最后如果真的是全局变量，我们应该在确定不再使用后，赋值为 null ，从而切断对象的引用，让 GC 自动回收。

2. 闭包导致内存泄露

   对于前端，闭包是一个非常好用的特性，但同时也需要在使用的时候注意，如果创建的闭包被长期使用，则闭包持有的变量就无法释放，一个经典案例就是计时器：

   function handleOnClickFac() {let timer = null;return function () {timer = setInterval(() => {console.log('hello');}, 3000);}
   }window.clickBtn = handleOnClickFac();btn.addEventListener('click', window.clickBtn);
   

   在这里，每次点击按钮都会触发定时器的创建，但是我们没有清除回收，所以导致这个定时器一直存在，每次点击的时候都会创建一个新的定时器。

   这个例子中，包含两个场景，一是闭包，二是定时器。

   解决方案：限制闭包生命周期，比如这里在 btn 组件卸载时，销毁闭包，从而实现“不可达”的情况，让 GC 回收，其次需要在使用完成后，清除闭包内的引用，在这个例子中，我们不仅要清楚引用，同时还应该清除定时器，否则依旧存在问题。

3. DOM 元素引用未释放

   分两种情况：1. DOM 树中已经没有 DOM 元素了，但是 JavaScript 中还有这个 DOM 元素的链接（变量），2. 事件监听器没有移除，存在 DOM 和监听回调存在互相引用的情况。

   // 场景1：DOM已删除但 JS 仍引用
   const list = document.getElementById('list');
   const data = { element: list }; // 引用DOM元素
   document.body.removeChild(list); 
   // list已从DOM树移除，但data.element仍引用它，无法回收// 场景2：事件监听器未移除
   const button = document.getElementById('btn');
   button.addEventListener('click', () => {console.log('点击事件');
   });
   // 按钮被删除后，监听器未移除，导致按钮和回调函数都无法回收
   

   解决方案：解决这类场景的核心依旧是在不需要的时候释放引用，不过对于 DOM，还有一种方式就是使用事件委托，从而在子元素删除的时候不受影响。

4. 第三方库资源未清理

   类似于 Echarts 、地图等库，会要求我们在不使用的时候，调用对应的销毁的 API，如果我们没有调用，这些库创建的临时资源就会持续占用内存，导致内存泄露。

这些场景下的解决方案都是需要我们手动在需要的地方去清除引用，从而使 GC 能够识别并回收内存，通过这些例子也不难发现，虽然在 JavaScript 中不需要我们做类似于 C++ 的手动内存回收，但是依旧需要我们去帮助 GC 更好的判断资源是否需要回收。

检测和分析

内存泄露的检测和分析主要是通过浏览器的内存工具，这里以 Chrome 为例，我们在检测和分析时使用的是 Chrome Devtool Memory 面板：

1. 观察时间线上的分配（Allocation Timeline）

   1. 开启记录后，按照推测的问题，操作页面内容，完成后停止记录，开始自动分析
   2. 观察只升不降的区域，重复录制该区域对应的操作，查看内存是否确实存在只分配不回收的情况，记录该操作

2. 记录堆快照（Heap Snapshot）

   1. 操作开始前，记录一次初始的堆快照

   2. 重复第一步记录的操作，拍摄第二次快照，并开启比较（Comparison）模式，重点关注 Delta 和 Retainers 指标（这里对应的面板的中文名是 #增量​ 和 固定装置 ，翻译不是很准确，这里提供英文界面的图作为参考

      
      Delta 关注持续增长的对象，Retainer 追踪引用该对象的变量

3. 点击垃圾桶（代表 GC）触发一次 GC，如果 GC 后内存依旧很高，就可以确认是存在内存泄露。

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面试追问

1. 内存泄露和内存溢出有什么关系？

   内存泄露会导致内存溢出，但是内存溢出不一定是内存泄露导致的。

2. 常见的内存泄露场景，举个例子？

   参考本文【内存泄露的场景】一节

3. Node.js 服务中，长生命周期对象持有短生命周期对象是一个典型的泄露场景，举例并给出排查思路

   // 用全局对象做缓存，无淘汰策略
   const cache = {}; // 接口每次请求都往缓存加数据
   app.get('/api/data', (req, res) => {const key = `data_${req.query.id}`;const largeData = fetchLargeData(req.query.id); // 10MB 数据cache[key] = largeData; // 只加不删，缓存持续膨胀res.send(largeData);
   });
   

   由于 cache 没有设置缓存的过期时间、淘汰的方式，导致 largeData 一直被持有，使得内存不断增长。

   排查思路：1. Node.js 应用启动时添加 --inspect 标志，2. 在 Chrome 浏览器中，访问 chrome://inspect 链接对应的 Node 进程，开始监测，3. 记录初始时的堆快照和多次触发后的堆快照，方式参考【检测和分析】一节，4. 查看 cache 的引用路径以及清理逻辑。5. 设置缓存时间或LRU淘汰策略解决这个问题

4. 线上环境 Nodejs OOM 触发报警了，你应该怎么做？

   首先，应急止损，滚动重启服务，避免损失扩大，同时增加内存延缓 OOM 时间。

   其次，分析问题出现的时间，判断是否可以回滚服务解决。

   最后，分析定位根源，按照服务日志和本地排查手段进行。

   如果使用的是 k8s 等虚化手段，可以配置服务重启规则，避免人工低效的操作方式。