M

MLOG

Latviešu

Izprotiet JavaScript atmiņas noplūdes, to ietekmi uz tīmekļa lietotņu veiktspēju un to, kā tās atklāt un novērst. Visaptveroša rokasgrāmata globāliem tīmekļa izstrādātājiem.

JavaScript atmiņas noplūdes: atklāšana un novēršana

Dinamiskajā tīmekļa izstrādes pasaulē JavaScript ir stūrakmens valoda, kas nodrošina interaktīvu pieredzi neskaitāmās vietnēs un lietotnēs. Tomēr līdz ar tās elastību rodas potenciāls bieži sastopamai problēmai: atmiņas noplūdēm. Šīs mānīgās problēmas var klusībā pasliktināt veiktspēju, izraisot lēnas lietotnes, pārlūkprogrammas avārijas un galu galā nomācošu lietotāja pieredzi. Šīs visaptverošās rokasgrāmatas mērķis ir sniegt izstrādātājiem visā pasaulē nepieciešamās zināšanas un rīkus, lai izprastu, atklātu un novērstu atmiņas noplūdes savā JavaScript kodā.

Kas ir atmiņas noplūdes?

Atmiņas noplūde notiek, kad programma netīši aiztur atmiņu, kas vairs nav nepieciešama. JavaScript valodā, kurā notiek atkritumu savākšana, dzinējs automātiski atgūst atmiņu, uz kuru vairs nav atsauču. Tomēr, ja objekts paliek sasniedzams netīšu atsauču dēļ, atkritumu savācējs nevar atbrīvot tā atmiņu, kas noved pie pakāpeniskas neizmantotās atmiņas uzkrāšanās – atmiņas noplūdes. Laika gaitā šīs noplūdes var patērēt ievērojamus resursus, palēninot lietotnes darbību un potenciāli izraisot tās avāriju. Iztēlojieties to kā nepārtraukti tekošu krānu, kas lēnām, bet noteikti appludina sistēmu.

Atšķirībā no tādām valodām kā C vai C++, kur izstrādātāji manuāli piešķir un atbrīvo atmiņu, JavaScript paļaujas uz automātisku atkritumu savākšanu. Lai gan tas vienkāršo izstrādi, tas nenovērš atmiņas noplūžu risku. Lai novērstu šīs problēmas, ir ļoti svarīgi izprast, kā darbojas JavaScript atkritumu savācējs.

Biežākie JavaScript atmiņas noplūžu cēloņi

Vairāki bieži sastopami kodēšanas paņēmieni var izraisīt atmiņas noplūdes JavaScript. Šo paņēmienu izpratne ir pirmais solis to novēršanā:

1. Globālie mainīgie

Netīša globālo mainīgo izveide ir biežs vaininieks. JavaScript, ja jūs piešķirat vērtību mainīgajam, to nedeklarējot ar var, let vai const, tas automātiski kļūst par globālā objekta (window pārlūkprogrammās) īpašību. Šie globālie mainīgie pastāv visā lietotnes dzīves ciklā, neļaujot atkritumu savācējam atgūt to atmiņu, pat ja tie vairs netiek izmantoti.

Piemērs:

function myFunction() {
    // Nejauši izveido globālu mainīgo
    myVariable = "Hello, world!"; 
}

myFunction();

// myVariable tagad ir window objekta īpašība un saglabāsies.
console.log(window.myVariable); // Izvade: "Hello, world!"

Novēršana: Vienmēr deklarējiet mainīgos ar var, let vai const, lai nodrošinātu, ka tiem ir paredzētā darbības joma (scope).

2. Aizmirsti taimeri un atzvanīšanas funkcijas

setInterval un setTimeout funkcijas ieplāno koda izpildi pēc noteikta laika. Ja šie taimeri netiek pareizi notīrīti, izmantojot clearInterval vai clearTimeout, ieplānotās atzvanīšanas funkcijas (callbacks) turpinās izpildīties pat tad, ja tās vairs nav nepieciešamas, potenciāli aizturot atsauces uz objektiem un neļaujot tos savākt atkritumu savācējam.

Piemērs:

var intervalId = setInterval(function() {
    // Šī funkcija turpinās darboties bezgalīgi, pat ja tā vairs nav nepieciešama.
    console.log("Timer running...");
}, 1000);

// Lai novērstu atmiņas noplūdi, notīriet intervālu, kad tas vairs nav nepieciešams:
// clearInterval(intervalId);

Novēršana: Vienmēr notīriet taimerus un atzvanīšanas funkcijas, kad tās vairs nav nepieciešamas. Izmantojiet try...finally bloku, lai garantētu tīrīšanu pat tad, ja rodas kļūdas.

3. Noslēgumi

Noslēgumi (closures) ir jaudīga JavaScript iezīme, kas ļauj iekšējām funkcijām piekļūt mainīgajiem no to ārējo (ietverošo) funkciju darbības jomas, pat pēc tam, kad ārējā funkcija ir pabeigusi izpildi. Lai gan noslēgumi ir neticami noderīgi, tie var arī netīši izraisīt atmiņas noplūdes, ja tie aiztur atsauces uz lieliem objektiem, kas vairs nav nepieciešami. Iekšējā funkcija uztur atsauci uz visu ārējās funkcijas darbības jomu, ieskaitot mainīgos, kas vairs nav vajadzīgi.

Piemērs:

function outerFunction() {
    var largeArray = new Array(1000000).fill(0); // Liels masīvs

    function innerFunction() {
        // innerFunction ir piekļuve largeArray, pat pēc outerFunction pabeigšanas.
        console.log("Inner function called");
    }

    return innerFunction;
}

var myClosure = outerFunction();
// myClosure tagad saglabā atsauci uz largeArray, neļaujot to savākt atkritumu savācējam.
myClosure();

Novēršana: Rūpīgi pārbaudiet noslēgumus, lai nodrošinātu, ka tie nevajadzīgi neaiztur atsauces uz lieliem objektiem. Apsveriet iespēju iestatīt mainīgos noslēguma darbības jomā uz null, kad tie vairs nav nepieciešami, lai pārtrauktu atsauci.

4. DOM elementu atsauces

Kad jūs glabājat atsauces uz DOM elementiem JavaScript mainīgajos, jūs izveidojat saikni starp JavaScript kodu un tīmekļa lapas struktūru. Ja šīs atsauces netiek pareizi atbrīvotas, kad DOM elementi tiek noņemti no lapas, atkritumu savācējs nevar atgūt ar šiem elementiem saistīto atmiņu. Tas ir īpaši problemātiski, strādājot ar sarežģītām tīmekļa lietotnēm, kas bieži pievieno un noņem DOM elementus.

Piemērs:

var element = document.getElementById("myElement");

// ... vēlāk elements tiek noņemts no DOM:
// element.parentNode.removeChild(element);

// Tomēr mainīgais 'element' joprojām saglabā atsauci uz noņemto elementu,
// neļaujot to savākt atkritumu savācējam.

// Lai novērstu atmiņas noplūdi:
// element = null;

Novēršana: Iestatiet DOM elementu atsauces uz null pēc tam, kad elementi ir noņemti no DOM vai kad atsauces vairs nav nepieciešamas. Apsveriet iespēju izmantot vājās atsauces (ja tās ir pieejamas jūsu vidē), scenārijos, kur jums ir nepieciešams novērot DOM elementus, nenovēršot to atkritumu savākšanu.

5. Notikumu klausītāji

Notikumu klausītāju piesaistīšana DOM elementiem rada saikni starp JavaScript kodu un elementiem. Ja šie notikumu klausītāji netiek pareizi noņemti, kad elementi tiek noņemti no DOM, klausītāji turpinās pastāvēt, potenciāli aizturot atsauces uz elementiem un neļaujot tos savākt atkritumu savācējam. Tas ir īpaši bieži sastopams Vienas lapas lietotnēs (SPA), kur komponenti bieži tiek pievienoti un noņemti.

Piemērs:

var button = document.getElementById("myButton");

function handleClick() {
    console.log("Button clicked!");
}

button.addEventListener("click", handleClick);

// ... vēlāk poga tiek noņemta no DOM:
// button.parentNode.removeChild(button);

// Tomēr notikumu klausītājs joprojām ir piesaistīts noņemtajai pogai,
// neļaujot to savākt atkritumu savācējam.

// Lai novērstu atmiņas noplūdi, noņemiet notikumu klausītāju:
// button.removeEventListener("click", handleClick);
// button = null; // Tāpat iestatiet pogas atsauci uz null

Novēršana: Vienmēr noņemiet notikumu klausītājus pirms DOM elementu noņemšanas no lapas vai kad klausītāji vairs nav nepieciešami. Daudzas modernas JavaScript ietvara sistēmas (piem., React, Vue, Angular) nodrošina mehānismus automātiskai notikumu klausītāju dzīves cikla pārvaldībai, kas var palīdzēt novērst šāda veida noplūdes.

6. Cikliskās atsauces

Cikliskās atsauces rodas, kad divi vai vairāki objekti atsaucas viens uz otru, veidojot ciklu. Ja šie objekti vairs nav sasniedzami no saknes, bet atkritumu savācējs nevar tos atbrīvot, jo tie joprojām atsaucas viens uz otru, rodas atmiņas noplūde.

Piemērs:

var obj1 = {};
var obj2 = {};

obj1.reference = obj2;
obj2.reference = obj1;

// Tagad obj1 un obj2 atsaucas viens uz otru. Pat ja tie vairs nav
// sasniedzami no saknes, tos nesavāks atkritumu savācējs, jo pastāv
// cikliskā atsauce.

// Lai pārtrauktu ciklisko atsauci:
// obj1.reference = null;
// obj2.reference = null;

Novēršana: Esiet uzmanīgi ar objektu attiecībām un izvairieties no nevajadzīgu ciklisko atsauču veidošanas. Kad šādas atsauces ir neizbēgamas, pārtrauciet ciklu, iestatot atsauces uz null, kad objekti vairs nav nepieciešami.

Atmiņas noplūžu atklāšana

Atmiņas noplūžu atklāšana var būt sarežģīta, jo tās bieži izpaužas nemanāmi laika gaitā. Tomēr vairāki rīki un metodes var palīdzēt jums identificēt un diagnosticēt šīs problēmas:

1. Chrome DevTools

Chrome DevTools nodrošina jaudīgus rīkus atmiņas lietojuma analīzei tīmekļa lietotnēs. Panelis Memory ļauj veikt kaudzes momentuzņēmumus, ierakstīt atmiņas piešķiršanu laika gaitā un salīdzināt atmiņas lietojumu starp dažādiem jūsu lietotnes stāvokļiem. Tas, iespējams, ir visspēcīgākais rīks atmiņas noplūžu diagnosticēšanai.

Kaudzes momentuzņēmumi: Veicot kaudzes momentuzņēmumus dažādos laika punktos un salīdzinot tos, jūs varat identificēt objektus, kas uzkrājas atmiņā un netiek savākti atkritumu savācējā.

Alokāciju laika skala: Alokāciju laika skala reģistrē atmiņas piešķiršanu laika gaitā, parādot, kad atmiņa tiek piešķirta un kad tā tiek atbrīvota. Tas var palīdzēt jums precīzi noteikt kodu, kas izraisa atmiņas noplūdes.

Profilēšana: Paneli Performance var izmantot arī, lai profilētu jūsu lietotnes atmiņas lietojumu. Ierakstot veiktspējas izsekošanu, jūs varat redzēt, kā atmiņa tiek piešķirta un atbrīvota dažādu darbību laikā.

2. Veiktspējas uzraudzības rīki

Dažādi veiktspējas uzraudzības rīki, piemēram, New Relic, Sentry un Dynatrace, piedāvā funkcijas atmiņas lietojuma izsekošanai ražošanas vidēs. Šie rīki var brīdināt par potenciālām atmiņas noplūdēm un sniegt ieskatu to pamatcēloņos.

3. Manuāla koda pārskatīšana

Rūpīga koda pārskatīšana, meklējot biežākos atmiņas noplūžu cēloņus, piemēram, globālos mainīgos, aizmirstos taimerus, noslēgumus un DOM elementu atsauces, var palīdzēt jums proaktīvi identificēt un novērst šīs problēmas.

4. Linteri un statiskās analīzes rīki

Linteri, piemēram, ESLint, un statiskās analīzes rīki var palīdzēt jums automātiski atklāt potenciālās atmiņas noplūdes jūsu kodā. Šie rīki var identificēt nedeklarētus mainīgos, neizmantotus mainīgos un citus kodēšanas modeļus, kas var izraisīt atmiņas noplūdes.

5. Testēšana

Rakstiet testus, kas īpaši pārbauda atmiņas noplūdes. Piemēram, jūs varētu uzrakstīt testu, kas izveido lielu skaitu objektu, veic ar tiem dažas darbības un pēc tam pārbauda, vai atmiņas lietojums ir ievērojami palielinājies pēc tam, kad objektiem vajadzēja būt savāktiem atkritumu savācējā.

Atmiņas noplūžu novēršana: labākās prakses

Novēršana vienmēr ir labāka par ārstēšanu. Ievērojot šīs labākās prakses, jūs varat ievērojami samazināt atmiņas noplūžu risku savā JavaScript kodā:

Globālie apsvērumi

Izstrādājot tīmekļa lietotnes globālai auditorijai, ir ļoti svarīgi apsvērt atmiņas noplūžu iespējamo ietekmi uz lietotājiem ar dažādām ierīcēm un tīkla apstākļiem. Lietotāji reģionos ar lēnāku interneta savienojumu vai vecākām ierīcēm var būt vairāk pakļauti veiktspējas pasliktināšanās riskam, ko izraisa atmiņas noplūdes. Tāpēc ir būtiski piešķirt prioritāti atmiņas pārvaldībai un optimizēt kodu, lai nodrošinātu optimālu veiktspēju plašā ierīču un tīkla vides diapazonā.

Piemēram, apsveriet tīmekļa lietotni, kas tiek izmantota gan attīstītā valstī ar ātrgaitas internetu un jaudīgām ierīcēm, gan jaunattīstības valstī ar lēnāku internetu un vecākām, mazāk jaudīgām ierīcēm. Atmiņas noplūde, kas attīstītajā valstī varētu būt tikko pamanāma, jaunattīstības valstī varētu padarīt lietotni nelietojamu. Tāpēc stingra testēšana un optimizācija ir ļoti svarīga, lai nodrošinātu pozitīvu lietotāja pieredzi visiem lietotājiem neatkarīgi no viņu atrašanās vietas vai ierīces.

Noslēgums

Atmiņas noplūdes ir bieži sastopama un potenciāli nopietna problēma JavaScript tīmekļa lietotnēs. Izprotot biežākos atmiņas noplūžu cēloņus, iemācoties tās atklāt un ievērojot labākās prakses atmiņas pārvaldībā, jūs varat ievērojami samazināt šo problēmu risku un nodrošināt, ka jūsu lietotnes darbojas optimāli visiem lietotājiem neatkarīgi no viņu atrašanās vietas vai ierīces. Atcerieties, ka proaktīva atmiņas pārvaldība ir ieguldījums jūsu tīmekļa lietotņu ilgtermiņa veselībā un panākumos.