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在JavaScript中，內存管理對於高效且正確地運行應用程序至關重要。瞭解堆（heap）與棧（stack）之間的區別以及瀏覽器如何執行垃圾回收（garbage collection），有助於編寫更高效的代碼和理解程序的行爲。以下是對這些概念的深入探討：
堆 (Heap) 與棧 (Stack) 的差異
1. 堆
- 在JavaScript中，`heap` 是用於存儲對象的內存區域。它的大小通常不受限制，但訪問速度較慢，因爲堆上的數據結構往往更大且更加複雜。
- `heap` 中存儲的數據類型主要是引用類型，例如對象（Object）、數組（Array）、函數（Function）、正則表達式（Regular Expression）等等。
- 由於堆上的數據可能很大而且難以跟蹤，因此需要使用額外的指針來指向它們的位置。這種特性使得對堆進行操作變得更加複雜，同時也增加了垃圾回收的難度。
2. 棧
- `stack` 是另一個重要的內存區域，主要用於保存變量和方法調用的信息。
- `stack` 中的數據按線性順序排列，後進先出（LIFO）原則進行操作。這意味着最近被壓入棧中的數據會最先彈出來。
- 在JavaScript中，`stack` 上主要存放的是基本類型的值（如數字、字符串、布爾值）以及指向堆上對象的引用。當方法調用結束時，相應的上下文會被從棧中彈出。
JavaScript 中的垃圾回收機制
爲了確保內存不被無謂佔用，瀏覽器需要定期清理不再使用的內存空間。這個任務由垃圾回收器完成，其核心原理是通過標記-清除算法實現的。以下是該算法的主要步驟：
1. 標記階段
- 在這個階段，垃圾回收器會掃描整個堆內存，找到所有可達的對象（即通過根集可以到達的對象）。
- 所謂“根”，指的是全局作用域內的引用，比如全局變量的引用、閉包的引用、循環引用的外部引用等。
2. 清除階段
- 在標記階段完成後，未被標記的對象被認爲是不可達的，即垃圾。此時，垃圾回收器會釋放掉這些未被標記的內存空間。
3. 常見的垃圾回收策略
- 標記-清除（Mark-Sweep）：這是最基本的垃圾回收方式，適用於堆內存的管理。它的缺點是在頻繁地進行垃圾回收時可能會導致內存碎片問題。
- 標記-整理（Mark-Compact）：爲了避免內存碎片化的問題，標記-整理算法會在清除階段將存活下來的對象壓縮到內存的一端，然後清理另一端的所有空間。這種方式常用來解決標記-清除帶來的內存碎片問題。
- 增量收集（Incremental Collecting）：大型堆的完全垃圾回收可能導致頁面渲染暫停較長的時間，所以現代的垃圾回收器通常採用增量收集的方式，即將一個完整的垃圾回收過程分成多個小步，每次只處理一部分工作。這樣可以在不引起長時間停頓的情況下逐步完成垃圾回收。
4. V8引擎的垃圾回收機制
- V8是Chrome瀏覽器和Node.js的核心JavaScript引擎，它在垃圾回收方面採用了多種技術來優化性能和減少暫停時間。
- V8使用了不同的垃圾回收器來處理不同類型的內存分配情況。例如，Scavenge collector用於小型堆的情況，而Marksweep/Parallel Mark Sweep collector則在堆變得較大的情況下使用。
理解和掌握JavaScript中的堆、棧以及垃圾回收機制是非常重要的。這不僅可以幫助開發者寫出更高效的代碼，還可以避免潛在的內存泄漏和其他性能問題。
