一個Vue頁面的內存洩露分析

什麼是內存洩露?內存洩露是指new了一塊內存,但無法被釋放或者被垃圾回收。new了一個對象之後,它申請佔用了一塊堆內存,當把這個對象指針置為null時或者離開作用域導致被銷燬,那麼這塊內存沒有人引用它了在JS裡面就會被自動垃圾回收。但是如果這個對象指針沒有被置為null,且代碼裡面沒辦法再獲取到這個對象指針了,就會導致無法釋放掉它指向的內存,也就是說發生了內存洩露。為什麼代碼裡面會拿不到這個對象指針了呢,舉一個例子:

// module date.jslet date = null;export default { init () { date = new Date(); }}// main.jsimport date from 'date.js';date.init();

在main.js初始化了date之後,date這個變量就一會直存在了,直到你把頁面關了,因為date的引用是在另一個module裡面,可以理解為模塊就是一個閉包對外是不可見的。所以如果你是希望這個date對象一直存在、需要一直使用的話,那麼沒有問題,但是如果想用一次就不用了那就會有問題,這個對象一直在內存裡面沒有被釋放就發生了內存洩露。

另一種比較隱蔽並且很常見的內存洩露是事件綁定,形成了一個閉包,導致一些變量一直存在。如下例子所示:

// 一個圖片懶惰加載引擎示例class ImageLazyLoader { constructor ($photoList) { $(window).on('scroll', () => { this.showImage($photoList); }); } showImage ($photoList) { $photoList.each(img => { // 通過位置判斷圖片滑出來了就加載 img.src = $(img).attr('data-src'); }); }}// 點擊分頁的時候就初始化一個圖片懶惰加載的$('.page').on('click', function () { new ImageLazyLoader($('img.photo'));});

這是一個圖片懶惰加載的模型,每次點分頁的時候就會清掉上一頁的數據更新為當前頁的DOM,並重新初始化一個懶惰加載的引擎。它裡面監聽了scroll事件,對傳進來的圖片列表的DOM進行處理。每點一次分頁就會重新new一個,這裡就發生了內存洩露,主要是以下3行代碼導致的:

$(window).on('scroll', () => { this.showImage($photoList);});

因為這裡的事件綁定形成了一個閉包,this/$photoList這兩個變量一直沒有被釋放,this是指向ImageLazyLoader的實例,而$photoList是指向DOM結點,當清除掉上一頁的數據的時候,相關DOM結點已經從DOM樹分離出來了,但是仍然還有一個$photoList指向它們,導致這些DOM結點無法被垃圾回收一直在內存裡面,就發生了內存洩露。由於this變量也被閉包困住了沒有被釋放,所以還有一個ImageLazyLoader的實例發生內存洩露。

這個的解決方法比較簡單,就是銷燬實例的時候把綁定的事件off掉,如下代碼所示:

class ImageLazyLoader { constructor ($photoList) { this.scrollShow = () => { this.showImage($photoList); }; $(window).on('scroll', this.scrollShow); } // 新增一個事件解綁  clear () {  $(window).off('scroll', this.scrollShow); } showImage ($photoList) { $photoList.each(img => { // 通過位置判斷圖片滑出來了就加載 img.src = $(img).attr('data-src'); }); // 判斷如果圖片已全部顯示,就把事件解綁了 if (this.allShown) { this.clear(); } }}// 點擊分頁的時候就初始化一個圖片懶惰加載的let lazyLoader = null;$('.page').on('click', function () { lazyLoader && (lazyLoader.clear()); lazyLoader = new ImageLazyLoader($('img.photo'));});

在每次實例化一個ImageLazyLoader之前把先把上一個實例clear掉,clear裡面進行解綁,由於JS有構造函數但是沒有解構函數,所以需要自己寫一個clear,在外面手動調一下clear。同時在事件的執行過程的合適時機自動把事件給解綁了,上面是判斷如果所有的圖片都展示出來了那麼就沒必要監聽scroll事件了直接解綁了。這樣就能解決內存洩露的問題了,能夠觸發自動垃圾回收。

為什麼把事件解綁了,就不會有閉包引用了呢?因為JS引擎檢測到那個閉包沒用了,就把那個閉包銷燬了,那麼閉包引用的外部變量也自然會被置空。

好了,基礎知識就講解到這裡,現在用Chrome devtools的內存檢測工具來實際操作一遍,方便發現頁面的一些內存洩露行為。為了避免裝給瀏覽器裝的一些插件造成影響,使用Chome的隱身模式頁面,它會把所有的插件都給禁掉。

然後打開devtools,切到Memory的tab,選中Heap snapshot,如下所示:

一個Vue頁面的內存洩露分析

什麼叫heap snapshot呢?翻譯一下就是堆快照,給當前內存堆拍一張照片。因為動態申請的內存都是在堆裡面的,而局部變量是在內存棧裡面,是由操作系統分配管理的是不會內存洩露了。所以關心堆的情況就好了。

然後做一些增刪改DOM的操作,如:

(1)彈一個框,然後把彈框給關了

(2)單頁面的點擊跳轉到另一個路由,然後再點後退返回

(3)點擊分頁觸發動態改DOM

就是先增加DOM,然後把這些DOM給刪了,看一下這些被刪除的DOM是否還有對象引用它們。

這裡我是第2種方式的場景,檢測單頁面應用的某個路由頁面是否存在內存洩露。先打開首頁,點到另一個頁面,再點後退,接著點一下垃圾回收的按鈕:

一個Vue頁面的內存洩露分析

觸發垃圾回收,避免一些不必要的干擾。

然後再點一下拍照按鈕:

一個Vue頁面的內存洩露分析

它就會把當前頁面的內存堆掃描一遍顯示出來,如下圖所示:

一個Vue頁面的內存洩露分析

然後在上面中間的Class Filter的搜索框裡搜一下detached:

一個Vue頁面的內存洩露分析

它就會顯示所有已經分離了DOM樹的DOM結點,重點關注distance值不為空的,這個distance表示距離DOM根結點的距離。上圖展示的這些div具體是啥呢?我們把鼠標放上去不動等個2s,它就會顯示這個div的DOM信息:

一個Vue頁面的內存洩露分析

通過className等信息可以知道它就是那個要檢查的頁面的DOM節點,在下面的Object的窗口裡面依次展開它的父結點,可以看到它最外面的父結點是一個VueComponent實例:

一個Vue頁面的內存洩露分析

下面黃色字體native_bind表示有個事件指向了它,黃色表示引用仍然生效,把鼠標放到native_bind上面停留2秒:

一個Vue頁面的內存洩露分析

它會提示你是在homework-web.vue這個文件有一個getScale函數綁定在了window上面,查看一下這個文件確實是有一個綁定:

mounted () { window.addEventListener('resize', this.getScale);}

所以雖然Vue組件把DOM刪除了,但是還有個引用存在,導致組件實例沒有被釋放,組件裡面又有一個$el指向DOM,所以DOM也沒有被釋放。

但是看代碼的話是在beforeDestroyed裡面解綁的:

beforeDestroyed () { window.removeEventListener('resize', this.getScale);}

所以應該沒有問題啊?

定睛一看,傻眼了,原來函數名寫錯了,應該是:

beforeDestroy () { window.removeEventListener('resize', this.getScale);},

發現了一個隱藏多日的bug,因為這個比較隱蔽,就算寫錯了也不會有明顯的感知了。

把這個地方改一下,重複操作一遍,再拍一張內存快照。我們發現遊離的div節點仍然是74個且disance不為空,沒有改進如下圖所示:

一個Vue頁面的內存洩露分析

難道剛剛改得不對?繼續查看剛剛第2個節點:

一個Vue頁面的內存洩露分析

可以發現,這次是有一個事件總線EventBus的事件綁定指向了它,說明除了剛剛那個resize事件綁定之外,還有一個EventBus的事件沒有釋放,事件名稱是gToNextHomworkTask。我們搜一下這個事件是在哪裡綁的,可以找到它是在路由組件的一個子組件裡面綁的:

mounted () { EventBus.$on('goToNextHomeworkTask', this.go2NextQuestion);}

果不其然,這個組件只有$on,沒有$off,所以導致組件卸載的時候仍然有一個事件的引用。所以需要在這個組件的destroyed裡面給$off掉:

mounted () { EventBus.$off('goToNextHomeworkTask', this.go2NextQuestion);}

改完後刷新頁面操作第3次,再拍一張內存快照,比較尷尬的是情況還是一樣:

一個Vue頁面的內存洩露分析

說明還有人引用它,繼續查看是誰引用了沒有釋放:

一個Vue頁面的內存洩露分析

可以發現是一個Vuex的$store的watch監聽沒有釋放,藉助Watcher的cb屬性可以知道具體是哪個監聽函數。利用簡單的文本搜索發現是在一個子組件裡面進行了watch:

mounted () { this.$store.watch(state => state.currentIndex, (newIndex, oldIndex) => { if (this.$refs.animation && newIndex === this.task.index - 1) { this.$refs.animation.beginElement(); }  }); }

watch裡面有一個this指針指向了組件的DOM元素,由於子組件沒有被釋放,那麼包含它的父組件自然不會被釋放,所以一層層往上,導致最外面那個路由組件也不會被釋放。

這個需要在destroyed的時候unwatch一下:

mounted () { this.unwatchStore = this.$store.watch(state => state.currentIndex, (newIndex, oldIndex) => { // 代碼略 }); },destroyed () { this.unwatchStore();}

處理完之後再拍一張內存快照,如下圖所示:

一個Vue頁面的內存洩露分析

雖然還是74個但是distance已經為空了,可對比前3步distance都不為空,並且下面Object展開沒有找到標黃的部分了,也就是說這個路由組件內存洩露的問題已經得到解決。

我們繼續查看其它distance不為空的div節點,如下圖所示,可以按照distance排下序:

一個Vue頁面的內存洩露分析

其中有一個是.animate-container:

一個Vue頁面的內存洩露分析

它是一個用來放lottie動畫的DOM容器,lottie對象裡面仍有引用它:

一個Vue頁面的內存洩露分析

這個是一個用lottie做的loading動畫,當loading結束的時候,我會手動調一下它的stop api停止動畫,並且把.animte-container給remove掉,但是為什麼lottie還不肯放過它呢?我的代碼是這麼寫的:

let loadingAnimate = null;let bodymovinAnimate = { // 顯示loading動畫 showLoading () { loadingAnimate = bodymovinAnimate._showAnimate(); return loadingAnimate; }, // 停止loading動畫 stopLoading () { loadingAnimate && bodymovinAnimate._stopAnimate(loadingAnimate); }, // 開始lottie動畫 _showAnimate () { const animate = lottie.loadAnimation({ // 參數省略 });  return animate; } // 結束lottie動畫 _stopAnimate (animate) { animate.stop(); let $container = $(animate.wrapper).closest('.bodymovin-container'); $container.remove(); },};export default bodymovinAnimate;

我猜想是調了stop之後lottie仍然沒有釋放對DOM的引用,因為stop之後還能夠夠支持重新start的,所以它得咬著DOM不放,因此如果要徹底結束動畫,應該不是調stop,查了一下它還有一個destroy的方法,把stop換成destroy:

 // 結束lottie動畫 _stopAnimate (animate) { animate.destroy(); let $container = $(animate.wrapper).closest('.bodymovin-container'); $container.remove(); },

這樣改了之後,lottie的引用就會把它給釋放了,問題解決了,然後再重新拍一張照片:

一個Vue頁面的內存洩露分析

仍然有一個exports.default指向它,它是webpack的模塊,我猜想是因為本文開篇提到的例子的原因,就是模塊形成了閉包,它的變量沒有被釋放造成內存洩露,所以在stopLoading裡面把它置成null:

 // 停止loading動畫 stopLoading () { loadingAnimate && bodymovinAnimate._stopAnimate(loadingAnimate); loadingAnimate = null; },

這樣試了之後,.animate-container這個DOM對象就沒有人引用它了。

最後div還剩下3個有distance:

一個Vue頁面的內存洩露分析

其中兩個是jq的$.support.boxSizingReliable,是jq用來檢測boxszing是否可用創建的div:

一個Vue頁面的內存洩露分析

還有一個是Vue的:

一個Vue頁面的內存洩露分析

這些都是使用的庫造成的內存洩露,暫時先不管。

再去分析其它的標籤也有類似的情況。

所以綜合上面的分析,造成內存洩露的可能會有以下幾種情況:

(1)監聽在window/body等事件沒有解綁

(2)綁在EventBus的事件沒有解綁

(3)Vuex的$store watch了之後沒有unwatch

(4)模塊形成的閉包內部變量使用完後沒有置成null

(5)使用第三方庫創建,沒有調用正確的銷燬函數

並且可以藉助Chrome的內存分析工具進行快速排查,本文主要是用到了內存堆快照的基本功能,讀者可以嘗試分析自己的頁面是否存在內存洩漏,方法是做一些操作如彈個框然後關了,拍一張堆快照,搜索detached,按distance排序,把非空的節點展開父級,找到標黃的字樣說明,那些就是存在沒有釋放的引用。也就是說這個方法主要是分析仍然存在引用的遊離DOM節點。因為頁面的內存洩露通常是和DOM相關的,普通的JS變量由於有垃圾回收所以一般不會有問題,除非使用閉包把變量困住了用完了又沒有置空。

DOM相關的內存洩露通常也是因為閉包和事件綁定引起的。綁了(全局)事件之後,在不需要的時候需要把它解綁。當然直接綁在div上面的可以直接把div刪了,綁在它上面的事件就自然解綁了。


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