JavaScript Xotira Boshqaruvi: Chiqindilarni Yig'ish (Garbage Collection) va Xotira Oqishining Oldini Olish

JavaScript, dinamik va ko'p qirrali til bo'lib, zamonaviy veb-ishlab chiqishning asosini tashkil etadi. Biroq, uning moslashuvchanligi xotirani samarali boshqarish mas'uliyatini ham yuklaydi. C yoki C++ kabi tillardan farqli o'laroq, JavaScript chiqindilarni yig'ish (garbage collection) deb nomlanuvchi jarayon orqali avtomatik xotira boshqaruvidan foydalanadi. Bu ishlab chiqishni soddalashtirsa-da, uning qanday ishlashini tushunish va yuzaga kelishi mumkin bo'lgan muammolarni bilish yuqori unumdorlikka ega va ishonchli ilovalarni yozish uchun juda muhimdir.

JavaScript-da Xotira Boshqaruvining Asoslari

JavaScript-da xotira boshqaruvi o'zgaruvchilar yaratilganda xotira ajratish va u endi kerak bo'lmaganda bo'shatishni o'z ichiga oladi. Bu jarayon JavaScript dvigateli (masalan, Chrome-dagi V8 yoki Firefox-dagi SpiderMonkey) tomonidan chiqindilarni yig'ish orqali avtomatik tarzda amalga oshiriladi.

Xotira Ajratish

JavaScript-da o'zgaruvchi, obyekt yoki funksiya e'lon qilganingizda, dvigatel uning qiymatini saqlash uchun xotiraning bir qismini ajratadi. Bu xotira ajratish avtomatik ravishda sodir bo'ladi. Masalan:

            let myVariable = "Hello, world!"; // Satrni saqlash uchun xotira ajratiladi
let myArray = [1, 2, 3]; // Massivni saqlash uchun xotira ajratiladi
function myFunction() { // Funksiya ta'rifini saqlash uchun xotira ajratiladi
  // ...
}

            

              
                Copy
              
            
          

Xotirani Bo'shatish (Chiqindilarni Yig'ish)

Xotiraning bir qismi endi ishlatilmayotgan bo'lsa (ya'ni, unga kirish imkoni bo'lmasa), chiqindilarni yig'uvchi (garbage collector) bu xotirani qaytarib oladi va kelajakda foydalanish uchun mavjud qiladi. Bu jarayon avtomatik bo'lib, fonda vaqti-vaqti bilan ishga tushadi. Biroq, chiqindilarni yig'uvchi qaysi xotira "endi ishlatilmayotganini" qanday aniqlashini tushunish muhim.

Chiqindilarni Yig'ish Algoritmlari

JavaScript dvigatellari turli xil chiqindilarni yig'ish algoritmlaridan foydalanadi. Eng keng tarqalgani belgilash-va-tozalash (mark-and-sweep) hisoblanadi.

Belgilash-va-tozalash (Mark-and-Sweep)

Belgilash-va-tozalash algoritmi ikki bosqichda ishlaydi:

1. Belgilash: Chiqindilarni yig'uvchi ildiz obyektlardan (masalan, global o'zgaruvchilar, funksiya chaqiruvlari steki) boshlanadi va barcha erishish mumkin bo'lgan obyektlarni aylanib chiqib, ularni "tirik" deb belgilaydi.
2. Tozalash: Keyin chiqindilarni yig'uvchi butun xotira maydonini aylanib chiqadi va belgilash bosqichida "tirik" deb belgilanmagan har qanday xotirani bo'shatadi.

Oddiyroq qilib aytganda, chiqindilarni yig'uvchi qaysi obyektlar hali ham ishlatilayotganini (ildizdan erishish mumkin bo'lgan) aniqlaydi va endi kirish imkoni bo'lmagan obyektlarning xotirasini qaytarib oladi.

Chiqindilarni Yig'ishning Boshqa Usullari

Belgilash-va-tozalash eng keng tarqalgan bo'lsa-da, boshqa usullar ham, ko'pincha belgilash-va-tozalash bilan birgalikda qo'llaniladi. Bularga quyidagilar kiradi:

• Havolalarni sanash (Reference Counting): Bu algoritm obyektga bo'lgan havolalar sonini kuzatib boradi. Havolalar soni nolga teng bo'lganda, obyekt chiqindi hisoblanadi va uning xotirasi bo'shatiladi. Biroq, havolalarni sanash siklik havolalar (obyektlar bir-biriga havola qilib, havolalar sonining nolga tushishiga to'sqinlik qiladigan holatlar) bilan bog'liq muammolarga duch keladi.
• Avlodlar bo'yicha chiqindilarni yig'ish (Generational Garbage Collection): Bu usul xotirani obyekt yoshiga qarab "avlodlarga" bo'ladi. Yangi yaratilgan obyektlar tez-tez chiqindilardan tozalanadigan "yosh avlod"ga joylashtiriladi. Bir necha chiqindilarni yig'ish siklidan omon qolgan obyektlar kamroq tozalanadigan "eski avlod"ga o'tkaziladi. Bu ko'pchilik obyektlarning umri qisqa bo'lishi kuzatuviga asoslangan.

JavaScript-da Xotira Oqishini Tushunish

Xotira oqishi xotira ajratilgan, ammo endi ishlatilmayotgan bo'lsa ham, hech qachon bo'shatilmaganda sodir bo'ladi. Vaqt o'tishi bilan bu oqishlar to'planib, unumdorlikning pasayishiga, ishdan chiqishlarga va boshqa muammolarga olib kelishi mumkin. Chiqindilarni yig'ish xotira oqishining oldini olishga qaratilgan bo'lsa-da, ba'zi kodlash uslublari ularni bexosdan keltirib chiqarishi mumkin.

Xotira Oqishining Umumiy Sabablari

Quyida JavaScript-da xotira oqishiga olib kelishi mumkin bo'lgan ba'zi keng tarqalgan holatlar keltirilgan:

1. Global O'zgaruvchilar: Tasodifiy global o'zgaruvchilar xotira oqishining tez-tez uchraydigan manbaidir. Agar siz o'zgaruvchiga var, let yoki const yordamida e'lon qilmasdan qiymat bersangiz, u avtomatik ravishda global obyektning (brauzerlarda window, Node.js-da global) xususiyatiga aylanadi. Bu global o'zgaruvchilar ilovaning butun ishlash muddati davomida saqlanib qoladi va bo'shatilishi kerak bo'lgan xotirani ushlab turishi mumkin.

            function myFunction() {
  unintentionallyGlobal = "Bu xotira oqishi!"; // 'var', 'let' yoki 'const' yo'q
}
myFunction();
// `unintentionallyGlobal` endi global obyektning xususiyati va chiqindilar yig'ilmaydi.

            

              
                Copy
              
            
          

2. Unutilgan Taymerlar va Qayta Qo'ng'iroqlar (Callbacks): setInterval va setTimeout taymer yoki qayta qo'ng'iroq funksiyasi endi kerak bo'lmagan obyektlarga havolalarni ushlab tursa, xotira oqishiga olib kelishi mumkin. Agar siz bu taymerlarni clearInterval yoki clearTimeout yordamida tozalamasangiz, qayta qo'ng'iroq funksiyasi va u havola qilgan har qanday obyektlar xotirada qoladi. Xuddi shunday, to'g'ri o'chirilmagan hodisa tinglovchilari ham xotira oqishiga sabab bo'lishi mumkin.

            let myElement = document.getElementById('myElement');
let data = { value: "Ba'zi ma'lumotlar" };

function myCallback() {
  // myElement va data'ga kirish
  console.log(myElement.textContent, data.value);
}

let intervalId = setInterval(myCallback, 1000);

// Agar myElement DOM-dan olib tashlansa, lekin interval tozalanmasa,
// myElement va data xotirada qoladi.

// Xotira oqishining oldini olish uchun intervalni tozalang:
// clearInterval(intervalId);

            

              
                Copy
              
            
          

3. Klozerlar (Closures): Agar ichki funksiya o'zining tashqi doirasidan endi kerak bo'lmagan o'zgaruvchilarga havolalarni saqlab qolsa, klozerlar xotira oqishini yaratishi mumkin. Bu ichki funksiya tashqi funksiyadan uzoqroq yashaganida va tashqi doiradagi o'zgaruvchilarga kirishni davom ettirib, ularning chiqindilar yig'ilishiga to'sqinlik qilganda sodir bo'ladi.

            function outerFunction() {
  let largeData = new Array(1000000).fill(0); // Katta massiv

  function innerFunction() {
    console.log("Ma'lumotlar uzunligi: " + largeData.length);
  }

  return innerFunction;
}

let myClosure = outerFunction();
// outerFunction tugagan bo'lsa ham, myClosure (innerFunction) hali ham largeData'ga havolani ushlab turadi.
// Agar myClosure hech qachon chaqirilmasa yoki tozalanmasa, largeData xotirada qoladi.

            

              
                Copy
              
            
          

4. DOM Element Havolalari: DOM daraxtidan olib tashlangan DOM elementlariga havolalarni ushlab turish ham xotira oqishiga olib kelishi mumkin. Element sahifada ko'rinmasa ham, JavaScript kodi hali ham unga havolani ushlab turadi va uning chiqindilar yig'ilishiga to'sqinlik qiladi.

            let myElement = document.getElementById('myElement');
// myElement'ni DOM-dan olib tashlash
myElement.parentNode.removeChild(myElement);

// Agar biz hali ham JavaScript-da myElement'ga havolani ushlab tursak,
// u DOM-da bo'lmasa ham, chiqindilar yig'ilmaydi.
// Buning oldini olish uchun myElement'ni null'ga o'rnating:
// myElement = null;

            

              
                Copy
              
            
          

5. DOM-dagi Siklik Havolalar: JavaScript obyektlari va DOM elementlari o'rtasidagi siklik havolalar ham chiqindilarni yig'ishga to'sqinlik qilishi mumkin. Masalan, agar JavaScript obyektida DOM elementiga havola qiluvchi xususiyat bo'lsa va DOM elementida xuddi shu JavaScript obyektiga qayta havola qiluvchi hodisa tinglovchisi bo'lsa, siklik havola yaratiladi.
6. Boshqarilmaydigan Hodisa Tinglovchilari: DOM elementlariga hodisa tinglovchilarini biriktirish va elementlar endi kerak bo'lmaganda ularni olib tashlamaslik xotira oqishiga olib keladi. Tinglovchilar elementlarga havolalarni saqlab, chiqindilarni yig'ishga to'sqinlik qiladi. Bu, ayniqsa, ko'rinishlar va komponentlar tez-tez yaratiladigan va yo'q qilinadigan Bir Sahifali Ilovalarda (SPA) keng tarqalgan.

            let myButton = document.getElementById('myButton');

function handleClick() {
  console.log('Tugma bosildi!');
}

myButton.addEventListener('click', handleClick);

// myButton endi kerak bo'lmaganda, hodisa tinglovchisini olib tashlang:
// myButton.removeEventListener('click', handleClick);

// Shuningdek, agar myButton DOM-dan olib tashlansa, lekin hodisa tinglovchisi hali ham biriktirilgan bo'lsa,
// bu xotira oqishidir. Elementni olib tashlashda avtomatik tozalashni amalga oshiradigan jQuery kabi kutubxonadan foydalanishni o'ylab ko'ring.
// Yoki tinglovchilarni zaif havolalar/xaritalar (quyida ko'ring) yordamida qo'lda boshqaring.

            

              
                Copy
              
            
          

Xotira Oqishining Oldini Olish Bo'yicha Eng Yaxshi Amaliyotlar

Xotira oqishining oldini olish ehtiyotkorlik bilan kodlash amaliyotlarini va JavaScript xotira boshqaruvi qanday ishlashini yaxshi tushunishni talab qiladi. Quyida amal qilish kerak bo'lgan ba'zi eng yaxshi amaliyotlar keltirilgan:

1. Global O'zgaruvchilar Yaratishdan Saqlaning: Tasodifan global o'zgaruvchilar yaratmaslik uchun har doim o'zgaruvchilarni var, let yoki const yordamida e'lon qiling. E'lon qilinmagan o'zgaruvchilarga qiymat berishni aniqlashga yordam berish uchun qat'iy rejimdan ("use strict";) foydalaning.
2. Taymerlar va Intervallarni Tozalang: setInterval va setTimeout taymerlari endi kerak bo'lmaganda ularni har doim clearInterval va clearTimeout yordamida tozalang.
3. Hodisa Tinglovchilarini Olib Tashlang: Bog'liq DOM elementlari endi kerak bo'lmaganda hodisa tinglovchilarini olib tashlang, ayniqsa elementlar tez-tez yaratiladigan va yo'q qilinadigan SPA-larda.
4. Klozerlardan Foydalanishni Kamaytiring: Klozerlardan oqilona foydalaning va ular qamrab oladigan o'zgaruvchilarga e'tiborli bo'ling. Agar mutlaqo zarur bo'lmasa, klozerlarda katta ma'lumotlar tuzilmalarini qamrab olishdan saqlaning. O'zgaruvchilar doirasini cheklash va kutilmagan klozerlarning oldini olish uchun IIFE (Immediately Invoked Function Expressions) kabi usullardan foydalanishni o'ylab ko'ring.
5. DOM Element Havolalarini Bo'shating: DOM elementini DOM daraxtidan olib tashlaganingizda, havolani bo'shatish va chiqindilarni yig'uvchiga xotirani qaytarib olishga imkon berish uchun tegishli JavaScript o'zgaruvchisini null ga o'rnating.
6. Siklik Havolalarga E'tiborli Bo'ling: JavaScript obyektlari va DOM elementlari o'rtasida siklik havolalar yaratishdan saqlaning. Agar siklik havolalardan qochib bo'lmasa, siklni buzish uchun zaif havolalar yoki zaif xaritalar kabi usullardan foydalanishni o'ylab ko'ring (quyida ko'ring).
7. Zaif Havolalar va Zaif Xaritalardan Foydalaning: ECMAScript 2015 WeakRef va WeakMap-ni taqdim etdi, bu sizga obyektlarning chiqindilar yig'ilishiga to'sqinlik qilmasdan ularga havolalarni ushlab turish imkonini beradi. `WeakRef` sizga obyektning chiqindilar yig'ilishiga to'sqinlik qilmasdan unga havola saqlash imkonini beradi. `WeakMap` sizga ma'lumotlarni obyektlar bilan bog'lash imkonini beradi, bunda bu obyektlarning chiqindilar yig'ilishiga to'sqinlik qilinmaydi. Bular hodisa tinglovchilari va siklik havolalarni boshqarish uchun ayniqsa foydalidir.

            let element = document.getElementById('myElement');
let weakRef = new WeakRef(element);

// Keyinroq, element hali ham tirikligini tekshiring
let dereferencedElement = weakRef.deref();
if (dereferencedElement) {
  // Element hali ham xotirada
  console.log('Element hali ham tirik!');
} else {
  // Element chiqindilar yig'ilgan
  console.log('Element chiqindilar yig\'ilgan!');
}

            

              
                Copy
              
            
          

            let element = document.getElementById('myElement');
let data = { someData: 'Muhim Ma\'lumotlar' };

let elementDataMap = new WeakMap();
elementDataMap.set(element, data);

// Ma'lumotlar element bilan bog'langan, lekin element hali ham chiqindilar yig'ilishi mumkin.
// Element chiqindilar yig'ilganda, WeakMap-dagi tegishli yozuv ham olib tashlanadi.

            

              
                Copy
              
            
          

8. Kodingizni Profiling Qiling: Kodingizni profiling qilish va potentsial xotira oqishini aniqlash uchun brauzer ishlab chiquvchi vositalaridan foydalaning. Chrome DevTools, Firefox Developer Tools va boshqa brauzer vositalari vaqt o'tishi bilan xotira ishlatilishini kuzatish va chiqindilar yig'ilmayotgan obyektlarni aniqlash imkonini beruvchi xotira profiling xususiyatlarini taqdim etadi.
9. Xotira Oqishini Aniqlash Vositalaridan Foydalaning: JavaScript kodingizdagi xotira oqishini aniqlashga yordam beradigan bir nechta kutubxonalar va vositalar mavjud. Bu vositalar kodingizni tahlil qilib, potentsial xotira oqishi naqshlarini aniqlashi mumkin. Misollar: heapdump, memwatch va jsleakcheck.
10. Muntazam Kod Tekshiruvlari: Potentsial xotira oqishi muammolarini aniqlash uchun muntazam kod tekshiruvlarini o'tkazing. Yangi bir juft ko'z ko'pincha siz o'tkazib yuborgan muammolarni aniqlay oladi.

Amaliy Misollar va Kod Parchalari

Keling, bu tushunchalarning ba'zilarini amaliy misollar bilan ko'rib chiqaylik:

1-misol: Taymerlarni Tozalash

            let counter = 0;
let intervalId = setInterval(() => {
  counter++;
  console.log("Hisoblagich: " + counter);
  if (counter >= 10) {
    clearInterval(intervalId); // Shart bajarilganda taymerni tozalash
    console.log("Taymer to'xtatildi!");
  }
}, 1000);

            

              
                Copy
              
            
          

2-misol: Hodisa Tinglovchilarini Olib Tashlash

            let myButton = document.getElementById('myButton');

function handleClick() {
  console.log('Tugma bosildi!');
  myButton.removeEventListener('click', handleClick); // Hodisa tinglovchisini olib tashlash
}

myButton.addEventListener('click', handleClick);

            

              
                Copy
              
            
          

3-misol: Keraksiz Klozerlardan Saqlanish

            function processData(data) {
  // Klozerda keraksiz ravishda katta ma'lumotlarni qamrab olishdan saqlaning.
  const result = data.map(item => item * 2); // Ma'lumotlarni shu yerda qayta ishlang
  return result; // Qayta ishlangan ma'lumotlarni qaytaring
}

function myFunction() {
  const largeData = [1, 2, 3, 4, 5];
  const processedData = processData(largeData); // Ma'lumotlarni doiradan tashqarida qayta ishlang
  console.log("Qayta ishlangan ma'lumotlar: ", processedData);
}

myFunction();

            

              
                Copy
              
            
          

Xotira Oqishini Aniqlash va Tahlil Qilish Uchun Vositalar

JavaScript kodingizdagi xotira oqishini aniqlash va tahlil qilishga yordam beradigan bir nechta vositalar mavjud:

• Chrome DevTools: Chrome DevTools xotira ajratmalarini yozib olish, xotira oqishini aniqlash va xotira (heap) suratlarini tahlil qilish imkonini beruvchi kuchli xotira profiling vositalarini taqdim etadi.
• Firefox Developer Tools: Firefox Developer Tools ham Chrome DevTools-ga o'xshash xotira profiling xususiyatlarini o'z ichiga oladi.
• Heapdump: Ilovangiz xotirasining xotira suratlarini olish imkonini beruvchi Node.js moduli. Keyin bu suratlarni Chrome DevTools kabi vositalar yordamida tahlil qilishingiz mumkin.
• Memwatch: Xotira ishlatilishini kuzatish va potentsial oqishlar haqida xabar berish orqali xotira oqishini aniqlashga yordam beruvchi Node.js moduli.
• jsleakcheck: JavaScript kodingizdagi potentsial xotira oqishi naqshlarini aniqlay oladigan statik tahlil vositasi.

Turli JavaScript Muhitlarida Xotira Boshqaruvi

Xotira boshqaruvi siz foydalanayotgan JavaScript muhitiga (masalan, brauzerlar, Node.js) qarab bir oz farq qilishi mumkin. Masalan, Node.js-da siz xotira ajratish va chiqindilarni yig'ish ustidan ko'proq nazoratga egasiz va xotira muammolarini samaraliroq tashxislash uchun heapdump va memwatch kabi vositalardan foydalanishingiz mumkin.

Brauzerlar

Brauzerlarda JavaScript dvigateli chiqindilarni yig'ish yordamida xotirani avtomatik ravishda boshqaradi. Xotira ishlatilishini profiling qilish va oqishlarni aniqlash uchun brauzer ishlab chiquvchi vositalaridan foydalanishingiz mumkin.

Node.js

Node.js-da xotira ishlatilishi haqida ma'lumot olish uchun process.memoryUsage() usulidan foydalanishingiz mumkin. Shuningdek, xotira oqishini batafsilroq tahlil qilish uchun heapdump va memwatch kabi vositalardan foydalanishingiz mumkin.

Xotira Boshqaruvi Uchun Global Mulohazalar

Global auditoriya uchun JavaScript ilovalarini ishlab chiqishda quyidagilarni hisobga olish muhim:

• Har xil Qurilma Imkoniyatlari: Turli mintaqalardagi foydalanuvchilar har xil ishlov berish quvvati va xotira sig'imiga ega qurilmalarga ega bo'lishi mumkin. Kodingizni past darajadagi qurilmalarda yaxshi ishlashini ta'minlash uchun optimallashtiring.
• Tarmoq Kechikishi: Tarmoq kechikishi veb-ilovalarning unumdorligiga ta'sir qilishi mumkin. Aktivlarni siqish va rasmlarni optimallashtirish orqali tarmoq orqali uzatiladigan ma'lumotlar miqdorini kamaytiring.
• Mahalliylashtirish: Ilovangizni mahalliylashtirishda turli tillarning xotiraga ta'sirini yodda tuting. Ba'zi tillar matnni saqlash uchun boshqalarga qaraganda ko'proq xotira talab qilishi mumkin.
• Maxsus Imkoniyatlar (Accessibility): Ilovangiz nogironligi bo'lgan foydalanuvchilar uchun qulay ekanligiga ishonch hosil qiling. Yordamchi texnologiyalar qo'shimcha xotira talab qilishi mumkin, shuning uchun xotira ishlatilishini minimallashtirish uchun kodingizni optimallashtiring.

Xulosa

JavaScript xotira boshqaruvini tushunish yuqori unumdorlikka ega, ishonchli va kengaytiriladigan ilovalarni yaratish uchun zarurdir. Chiqindilarni yig'ish qanday ishlashini tushunib va umumiy xotira oqishi naqshlarini bilib, siz xotira ishlatilishini minimallashtiradigan va unumdorlik muammolarining oldini oladigan kod yozishingiz mumkin. Ushbu qo'llanmada keltirilgan eng yaxshi amaliyotlarga rioya qilish va xotira oqishini aniqlash va tahlil qilish uchun mavjud vositalardan foydalanish orqali siz JavaScript ilovalaringizning samarali va mustahkam bo'lishini ta'minlashingiz, joylashuvi yoki qurilmasidan qat'i nazar, barcha uchun ajoyib foydalanuvchi tajribasini taqdim etishingiz mumkin.

Puxta kodlash amaliyotlarini qo'llash, tegishli vositalardan foydalanish va xotira oqibatlarini yodda tutish orqali ishlab chiquvchilar o'zlarining JavaScript ilovalari nafaqat funksional va boy xususiyatli, balki unumdorlik va ishonchlilik uchun optimallashtirilgan bo'lishini ta'minlashi mumkin, bu esa butun dunyo bo'ylab foydalanuvchilar uchun yanada silliq va yoqimli tajribaga hissa qo'shadi.