【JS高级程序设计】第四章 变量、作用域和内存问题
4.1基本类型和引用类型的值
基本类型：
引用类型：
- Object
- Function
- Array
引用类型的值是保存在内存中的对象。与其他语言不同，JavaScript 不允许直接访问内存中的位置， 也就是说不能直接操作对象的内存空间。在操作对象时，实际上是在操作对象的引用而不是实际的对象。 为此，引用类型的值是按引用访问的
4.1.1 动态的属性
定义基本类型值和引用类型值的方式是类似的：创建一个变量并为该变量赋值。但是，当这个值保 存到变量中以后，对不同类型值可以执行的操作则大相径庭。对于引用类型的值，我们可以为其添加属 性和方法，也可以改变和删除其属性和方法。
var person = new Object()
person.name = "nico"
alert(person.name) //nico以上代码创建了一个对象并将其保存在了变量 person 中。然后，我们为该对象添加了一个名为 name 的属性，并将字符串值”nico”赋给了这个属性。紧接着，又通过 alert()函数访问了这个 新属性。如果对象不被销毁或者这个属性不被删除，则这个属性将一直存在。
但是，我们不能给基本类型的值添加属性，尽管这样做不会导致任何错误:
var name = "nico"
name.age = 27
console.log(name.age) //undefined我们为字符串 name 定义了一个名为 age 的属性，并为该属性赋值 27。但在下一 行访问这个属性时，发现该属性不见了。这说明只能给引用类型值动态地添加属性，以便将来使用。
4.1.2 复制变量的值
除了保存的方式不同之外，在从一个变量向另一个变量复制基本类型值和引用类型值时，也存在不 同。如果从一个变量向另一个变量复制基本类型的值，会在变量对象上创建一个新值，然后把该值复制 到为新变量分配的位置上。
var num = 5
num1 = num
在此，num1 中保存的值是 5。当使用 num1 的值来初始化 num2 时，num2 中也保存了值 5。但 num2 中的 5 与 num1 中的 5 是完全独立的，该值只是 num1 中 5 的一个副本。此后，这两个变量可以参与任 何操作而不会相互影响。
当从一个变量向另一个变量复制引用类型的值时，同样也会将存储在变量对象中的值复制一份放到 为新变量分配的空间中。不同的是，这个值的副本实际上是一个指针，而这个指针指向存储在堆中的一 个对象。复制操作结束后，两个变量实际上将引用同一个对象。因此，改变其中一个变量，就会影响另 一个变量。
var obj1 = new Object()
var obj2 = obj1
obj1.name = 'nico'
console.log(obj2.name) //nico
//此时共享一个堆
4.1.3 传递参数
在向参数传递基本类型的值时， 被传递的值会被复制给一个局部变量（即命名参数， 或者用 ECMAScript 的概念来说，就是 arguments 对象中的一个元素）。在向参数传递引用类型的值时，会把 这个值在内存中的地址复制给一个局部变量，因此这个局部变量的变化会反映在函数的外部。
function addTen(num){
num += 10
return num
}
var a = 10
var result = addTen(a)
a // 10 未改变
result // 20这里的函数 addTen()有一个参数 num，而参数实际上是函数的局部变量。在调用这个函数时，变 量 count 作为参数被传递给函数，这个变量的值是20。于是，数值20被复制给参数 num 以便在 addTen() 中使用。在函数内部，参数 num 的值被加上了 10，但这一变化不会影响函数外部的 count 变量。参数 num 与变量 count 互不相识，它们仅仅是具有相同的值。假如 num 是按引用传递的话，那么变量 count 的值也将变成 30，从而反映函数内部的修改。
function setName(obj){
obj.name = 'nico'
obj = new Object()
obj.name = 'nico1'
}
var person = {}
setName(person)
person.name //nico这个例子与前一个例子的唯一区别，就是在 setName()函数中添加了两行代码：一行代码为 obj 重新定义了一个对象，另一行代码为该对象定义了一个带有不同值的 name 属性。在把 person 传递给 setName()后，其 name 属性被设置为”Nicholas”。然后，又将一个新对象赋给变量 obj，同时将其 name 属性设置为”Greg”。如果 person 是按引用传递的，那么 person 就会自动被修改为指向其 name 属性值 为”Greg”的新对象。但是，当接下来再访问 person.name 时，显示的值仍然是”Nicholas”。这说明 即使在函数内部修改了参数的值，但原始的引用仍然保持未变。实际上，当在函数内部重写 obj 时，这 个变量引用的就是一个局部对象了。而这个局部对象会在函数执行完毕后立即被销毁。
可以把 ECMAScript 函数的参数想象成局部变量。
4.1.4 检测类型
基本数据类型检测：typeof
对象类型检测：A instanceof B , A是B的实例对象
根据规定，所有引用类型的值都是 Object 的实例。因此，在检测一个引用类型值和 Object 构造 函数时，instanceof 操作符始终会返回 true。当然，如果使用 instanceof 操作符检测基本类型的 值，则该操作符始终会返回 false，因为基本类型不是对象。
4.2 执行环境
执行环境（execution context，为简单起见，有时也称为“环境”）是 JavaScript 中最为重要的一个概 念。执行环境定义了变量或函数有权访问的其他数据，决定了它们各自的行为。每个执行环境都有一个 与之关联的变量对象（variable object），环境中定义的所有变量和函数都保存在这个对象中。虽然我们 编写的代码无法访问这个对象，但解析器在处理数据时会在后台使用它。
全局执行环境是最外围的一个执行环境。根据 ECMAScript 实现所在的宿主环境不同，表示执行环 境的对象也不一样。在 Web 浏览器中，全局执行环境被认为是 window 对象（第 7 章将详细讨论），因 此所有全局变量和函数都是作为 window 对象的属性和方法创建的。某个执行环境中的所有代码执行完 毕后，该环境被销毁，保存在其中的所有变量和函数定义也随之销毁（全局执行环境直到应用程序退 出——例如关闭网页或浏览器——时才会被销毁）。
每个函数都有自己的执行环境。当执行流进入一个函数时，函数的环境就会被推入一个环境栈中。 而在函数执行之后，栈将其环境弹出，把控制权返回给之前的执行环境。ECMAScript 程序中的执行流 正是由这个方便的机制控制着。
当代码在一个环境中执行时，会创建变量对象的一个作用域链（scope chain）。作用域链的用途，是 保证对执行环境有权访问的所有变量和函数的有序访问。作用域链的前端，始终都是当前执行的代码所 在环境的变量对象。如果这个环境是函数，则将其活动对象（activation object）作为变量对象。活动对 象在最开始时只包含一个变量，即 arguments 对象（这个对象在全局环境中是不存在的）。作用域链中 的下一个变量对象来自包含（外部）环境，而再下一个变量对象则来自下一个包含环境。这样，一直延 续到全局执行环境；全局执行环境的变量对象始终都是作用域链中的最后一个对象。
标识符解析是沿着作用域链一级一级地搜索标识符的过程。搜索过程始终从作用域链的前端开始， 然后逐级地向后回溯，直至找到标识符为止（如果找不到标识符，通常会导致错误发生）。
4.2.2 没有块级作用域
JavaScript 没有块级作用域经常会导致理解上的困惑。在其他类 C 的语言中，由花括号封闭的代码 块都有自己的作用域（如果用 ECMAScript 的话来讲，就是它们自己的执行环境），因而支持根据条件来 定义变量。
例如，下面的代码在 JavaScript 中并不会得到想象中的结果：
if (true) { var color = "blue"; }
alert(color);//"blue"for(var i in arrs){
}
//此时i为定义的全局变量，for语句执行完以后也不会被销毁声明变量
使用 var 声明的变量会自动被添加到最接近的环境中。在函数内部，最接近的环境就是函数的局部 环境；
在 with 语句中，最接近的环境是函数环境。如果初始化变量时没有使用 var 声明，该变量会自 动被添加到全局环境。
查询标识符
当在某个环境中为了读取或写入而引用一个标识符时，必须通过搜索来确定该标识符实际代表什 么。搜索过程从作用域链的前端开始，向上逐级查询与给定名字匹配的标识符。如果在局部环境中找到 了该标识符，搜索过程停止，变量就绪。如果在局部环境中没有找到该变量名，则继续沿作用域链向上 搜索。搜索过程将一直追溯到全局环境的变量对象。如果在全局环境中也没有找到这个标识符，则意味 着该变量尚未声明。
var color = 'red' function getColor(){ return color } getColor() //red调用本例中的函数 getColor()时会引用变量 color。为了确定变量 color 的值，将开始一个两 步的搜索过程。首先，搜索 getColor()的变量对象，查找其中是否包含一个名为 color 的标识符。 在没有找到的情况下， 搜索继续到下一个变量对象（全局环境的变量对象）， 然后在那里找到了名为 color 的标识符。因为搜索到了定义这个变量的变量对象，搜索过程宣告结束。
在这个搜索过程中，如果存在一个局部的变量的定义，则搜索会自动停止，不再进入另一个变量对 象。换句话说，如果局部环境中存在着同名标识符，就不会使用位于父环境中的标识符
var color = 'red' function getColor(){ var color = 'blue' return color } getColor() // blue上述例子：先搜寻函数内部变量是否有color这个标识符，找到了就返回，不会再往上搜索
变量查询也不是没有代价的。很明显，访问局部变量要比访问全局变量更快，因 为不用向上搜索作用域链。JavaScript 引擎在优化标识符查询方面做得不错，因此这 个差别在将来恐怕就可以忽略不计了。
4.3 垃圾处理
JavaScript 具有自动垃圾收集机制，也就是说，执行环境会负责管理代码执行过程中使用的内存。
在编写 JavaScript 程序时，开发人员不用再关心内存使用问题，所需内存的分配以及无 用内存的回收完全实现了自动管理。这种垃圾收集机制的原理其实很简单：找出那些不再继续使用的变 量，然后释放其占用的内存。为此，垃圾收集器会按照固定的时间间隔（或代码执行中预定的收集时间）， 周期性地执行这一操作。
4.3.1 标记清除
JavaScript 中最常用的垃圾收集方式是标记清除（mark-and-sweep）。当变量进入环境（例如，在函 数中声明一个变量）时，就将这个变量标记为“进入环境”。从逻辑上讲，永远不能释放进入环境的变量所占用的内存，因为只要执行流进入相应的环境，就可能会用到它们。而当变量离开环境时，则将其 标记为“离开环境”。
可以使用任何方式来标记变量。比如，可以通过翻转某个特殊的位来记录一个变量何时进入环境， 或者使用一个“进入环境的”变量列表及一个“离开环境的”变量列表来跟踪哪个变量发生了变化。说 到底，如何标记变量其实并不重要，关键在于采取什么策略。
垃圾收集器在运行的时候会给存储在内存中的所有变量都加上标记（当然，可以使用任何标记方 式）。然后，它会去掉环境中的变量以及被环境中的变量引用的变量的标记。而在此之后再被加上标记 的变量将被视为准备删除的变量，原因是环境中的变量已经无法访问到这些变量了。最后，垃圾收集器 完成内存清除工作，销毁那些带标记的值并回收它们所占用的内存空间。
4.3.2 引用计数
另一种不太常见的垃圾收集策略叫做引用计数（reference counting）。引用计数的含义是跟踪记录每 个值被引用的次数。当声明了一个变量并将一个引用类型值赋给该变量时，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。这样，当垃圾收集器下次再运行时，它就会释放那 些引用次数为零的值所占用的内存。
var a = {
name : "test"
}
//此时在内存中的这个对象被引用了一次，被引用计数标记为1
var b = a
//被引用计数标记为2
var a = {}
//上一个对象的引用计数标记减少了一次，标记为1
var b = {}
//第一个对象的引用计数少了一次，标记为0，被清理内存Netscape Navigator 3.0 是最早使用引用计数策略的浏览器，但很快它就遇到了一个严重的问题：循 环引用。循环引用指的是对象 A 中包含一个指向对象 B 的指针，而对象 B 中也包含一个指向对象 A 的 引用。请看下面这个例子：
function problem(){
var objectA = new Object();
var objectB = new Object();
objectA.someOtherObject = objectB;
objectB.anotherObject = objectA;
}在这个例子中，objectA 和 objectB 通过各自的属性相互引用；也就是说，这两个对象的引用次 数都是 2。在采用标记清除策略的实现中，由于函数执行之后，这两个对象都离开了作用域，因此这种 相互引用不是个问题。但在采用引用计数策略的实现中，当函数执行完毕后，objectA 和 objectB 还 将继续存在，因为它们的引用次数永远不会是 0。假如这个函数被重复多次调用，就会导致大量内存得 不到回收。为此，Netscape 在 Navigator 4.0 中放弃了引用计数方式，转而采用标记清除来实现其垃圾收 集机制。可是，引用计数导致的麻烦并未就此终结。
4.3.3 性能问题
垃圾收集器是周期性运行的，而且如果为变量分配的内存数量很可观，那么回收工作量也是相当大 的。在这种情况下，确定垃圾收集的时间间隔是一个非常重要的问题。说到垃圾收集器多长时间运行一 次，不禁让人联想到 IE 因此而声名狼藉的性能问题。IE 的垃圾收集器是根据内存分配量运行的，具体 一点说就是 256 个变量、4096 个对象（或数组）字面量和数组元素（slot）或者 64KB 的字符串。达到 上述任何一个临界值，垃圾收集器就会运行。这种实现方式的问题在于，如果一个脚本中包含那么多变 量，那么该脚本很可能会在其生命周期中一直保有那么多的变量。而这样一来，垃圾收集器就不得不频 繁地运行。结果，由此引发的严重性能问题促使 IE7 重写了其垃圾收集例程。
随着 IE7 的发布，其 JavaScript 引擎的垃圾收集例程改变了工作方式：触发垃圾收集的变量分配、 字面量和（或）数组元素的临界值被调整为动态修正。IE7 中的各项临界值在初始时与 IE6 相等。如果 垃圾收集例程回收的内存分配量低于 15%，则变量、字面量和（或）数组元素的临界值就会加倍。如果 例程回收了 85%的内存分配量，则将各种临界值重置回默认值。这一看似简单的调整，极大地提升了 IE 在运行包含大量 JavaScript 的页面时的性能。
4.3.4 管理内存
使用具备垃圾收集机制的语言编写程序，开发人员一般不必操心内存管理的问题。但是，JavaScript 在进行内存管理及垃圾收集时面临的问题还是有点与众不同。其中最主要的一个问题，就是分配给 Web 浏览器的可用内存数量通常要比分配给桌面应用程序的少。这样做的目的主要是出于安全方面的考虑， 目的是防止运行 JavaScript 的网页耗尽全部系统内存而导致系统崩溃。内存限制问题不仅会影响给变量 分配内存，同时还会影响调用栈以及在一个线程中能够同时执行的语句数量。
因此，确保占用最少的内存可以让页面获得更好的性能。而优化内存占用的最佳方式，就是为执行 中的代码只保存必要的数据。一旦数据不再有用，最好通过将其值设置为 null 来释放其引用——这个 做法叫做解除引用（dereferencing）。这一做法适用于大多数全局变量和全局对象的属性。局部变量会在 它们离开执行环境时自动被解除引用
4.4小结
- 基本类型值在内存中占据固定大小的空间，因此被保存在栈内存中；
- 从一个变量向另一个变量复制基本类型的值，会创建这个值的一个副本；
- 引用类型的值是对象，保存在堆内存中；
- 包含引用类型值的变量实际上包含的并不是对象本身，而是一个指向该对象的指针；
- 从一个变量向另一个变量复制引用类型的值，复制的其实是指针，因此两个变量最终都指向同 一个对象；
- 确定一个值是哪种基本类型可以使用 typeof 操作符，而确定一个值是哪种引用类型可以使用 instanceof 操作符。
JavaScript 是一门具有自动垃圾收集机制的编程语言，开发人员不必关心内存分配和回收问题。可 以对 JavaScript 的垃圾收集例程作如下总结。
- 离开作用域的值将被自动标记为可以回收，因此将在垃圾收集期间被删除。
- “标记清除”是目前主流的垃圾收集算法，这种算法的思想是给当前不使用的值加上标记，然 后再回收其内存。
- 另一种垃圾收集算法是“引用计数”，这种算法的思想是跟踪记录所有值被引用的次数。JavaScript 引擎目前都不再使用这种算法；但在 IE 中访问非原生 JavaScript 对象（如 DOM 元素）时，这种 算法仍然可能会导致问题。
- 当代码中存在循环引用现象时，“引用计数”算法就会导致问题。
- 解除变量的引用不仅有助于消除循环引用现象，而且对垃圾收集也有好处。为了确保有效地回 收内存，应该及时解除不再使用的全局对象、全局对象属性以及循环引用变量的引用。