《Javascript高级程序设计》学习笔记第四章（变量类型、作用域、内存管理）

一、基本类型和引用类型

ECMAScript中包含有两种不同数据类型的值：

基本类型值：简单的数据段。基本数据类型有：number、string、boolean、null、undefined
引用类型值：可能由多个值构成的对象

对于引用类型，我们可以为引用类型动态地添加属性。但是对于基本类型，是不能添加属性的（尽管这么做不会报错，但是没有任何效果），如：

var person = new Object;
person.name = 'RuphiLau';
person.name; // RuphiLau

var name = 'Ruphi';
name.age = 18;
name.age; // undefined

1、变量值的复制

对于基本类型的变量，我们在执行复制操作的时候。会在内存空间中复制一块新的区域，所以基本类型的变量进行复制后，所得到的是一个副本。被复制变量和复制出的变量，是彼此独立的，不会相互影响。如：

var a = 1;
var b = a;

这个过程如：

而对于引用类型，那么情况就不一样了。对于引用类型，在执行复制的时候，复制的也是一个值，只不过，这个值不是对象的内容。而是一个指向对象的指针，对象的内容，实际上是存储在堆内存中的，复制对象，只是创建了一个指向同一块堆内存的新的指针。所以，两个变量的操作，会互相影响。这个过程如：

var a = new Object;
var b = a;

b.name = 'Ruphi';
a.name; // Ruphi

2、传递参数

在JS中，所有函数的参数，都是按值传递的。即，当把函数外部的值复制给函数内部的参数的时候，和发生在变量之间的复制是一样的：基本类型值的传递和基本类型变量的复制一样，引用类型值的传递，和引用类型变量的复制一样。
有以下例子：

function fn(x) {
    x += 10;
    return x;
}

var count = 20;
var result = fn(count);
count;  // 还是20，没变化
result; // 30

这说明，对于基本类型，变量值的传递是独立的，互不相影响的。再看如下例子：

function fn(o) {
    o.name = 'Ruphi';
}

var obj = new Object;
fn(obj);
obj.name; // Ruphi

这难道是说明，引用类型的值，是按引用传递的呢？其实不是的。
在这里，当我们传入实参obj的时候，会创建一个新的内存单元，然后参数o的值，就会拷贝obj的值（即对同一块对象内存单元的指针），所以本质上，还是按值传递（只不过，这个值是一个指针），如：

其实，我们可以通过以下例子来佐证：

function fn(object) {
    object = new Object;
    object.name = 'Ruphi';
}

var obj = new Object;
fn(obj);
obj.name; // undefined

在函数内，我们把实参object指向了另一个新创立的对象，然后对这个对象添加name属性。假如对引用类型的数据，是引用传递的话，那么，应该是发生如图所示的情况：

也就是object和obj是同一块内存单元，object只是obj的别名。那么，这时候我们让一个新创建的对象赋给object的时候，obj的内容也应该发生改变，那么执行object.name = 'Ruphi'后，obj也应该获得name这一属性。但是实际上，并没有，obj.name的执行结果是undefined。这就说明，引用类型在函数内也是按值传递的。当我们新建一个对象赋给object后，object这个指针就断开了原来对obj所指向的那一块堆内存的引用，而指向了新建的对象的堆内存，所以自然的，两个对象是独立的，就不会互相影响。

二、执行环境与作用域

1、理解作用域链

执行环境，是JavaScript中最为重要的一个概念。

每一个执行环境，都有一个与之关联的 变量对象（VO，Variable Object），VO中保存着环境中所有的变量和函数。我们无法直接访问VO，但是解析器需要使用到它
全局执行环境，是最外围的一个执行环境。全局执行环境，会因ECMAScript实现时的宿主环境不同而不同。如在浏览器环境中，全局执行环境是window对象，而在NodeJS中，全局执行环境是global对象，所有全局的变量、函数都是作为全局对象的属性和方法所创建的。
执行环境中的代码执行完毕后，该执行环境就会被销毁，执行环境中保存的变量、函数定义也随之销毁
每个函数都拥有一个执行环境，当执行流进入一个环境后，函数的环境就会被推入环境栈中，而函数执行完毕后，环境栈就会弹出其环境，把控制权交给先前的执行环境
每一个执行环境，都会创建一个作用域链（SC，Scope Chain）。作用域链的作用是：保证对执行环境有权访问的变量、函数的访问是有序的，只能向上访问，而不能向下访问。SC的最前端，保存的是当前执行代码所对应的环境的VO。如果执行环境是一个函数，那么就将该函数的活动对象（AO，Activation Object）作为VO。对AO而言，它一开始只包含一个变量（arguments对象）
SC中的下一个VO来自于包含环境，再下一个VO来自于下一个包含环境，如此类推一直延续到全局执行环境（全局执行环境是SC的最后一个对象）

在有了SC后，标识符解析就可以沿着这个SC一级一级地搜索。标识符的查找，从SC的前端开始，一直逐级地向后查找，直到找到标识符为止（如果找不到，就会报错）。如：

var color = 'blue';
function fn() {
    color = 'red';
}
fn();
color;

例子中，fn()的SC包含了：fn的AO（保存着arguments对象）、全局环境的VO。在查找color这一标识符的时候，首先在AO中查找，因为没有找到，所以就沿着SC读取到了全局环境的VO，在VO就中找到了color这一标识符。

再如以下的例子：

var a = 1;

function fn() {
    var b = 2;
    function foo() {
        var c = 3;
        b = a;
        a = c;
    }
    foo();
}

fn();

以上代码，涉及了三个执行环境：全局环境、fn的局部环境、foo的局部环境。每一个执行环境，都有自己的VO。

在全局环境中，有一个变量a和一个函数fn，它的SC为：全局环境的VO
fn的局部环境中，有一个变量b和一个函数foo。但是它可以访问到全局环境的a变量。因为fn的SC为：fn的AO -> 全局环境的VO
foo的局部环境中，有一个变量c。但是它可以访问到fn的b变量、全局的a变量。此时，foo的SC为：foo的AO -> fn的VO -> 全局环境的VO

在搜索的时候，总是会沿着SC搜索，当在当前VO中找不到对应的标识符的时候，就会寻找下一个VO。但是，在作用域链中，只能是往父级VO查找，不能往子级VO查找（在SC中是往后查找，而不是往前查找）

2、延长作用域链

在JS中，有两个语句，可以在SC的前端临时加入一个VO，该VO会在代码执行后被移除。这两个语句就是：

try-catch中的catch块
with语句

以with语句为例子，如：

function buildUrl() {
    var qs = '?debug=true';
    with(location) {
        var url = href + qs;
    }

    return url;
}

在这里，with接收了location对象，于是就创建了一个VO，VO中包含了location对象中的所有属性和方法，所以在访问href的时候，就可以在当前VO中找到。而在访问qs的时候，当前VO中找不到，就需要在SC中往后查找，于是就在buildUrl的VO中找到了。然后，with语句内部又定义了一个url变量，url变量因而成为了函数执行环境的一部分，被添加到了AO中，所以可以作为函数的返回值而返回。

3、没有块级作用域

在ES6之前，是没有块级作用域的说法的。能够创建作用域的，就只有函数。所以，会有以下的情况发生：

if(true) {
    var color = 'blue';
}
color; // blue，因为没有块级作用域

for(var i=0; i<5; ++i) {}
i; // 5

三、垃圾回收机制

在JavaScript中，无需开发人员手动管理内存。执行环境便会自己负责追踪并管理内存，而这种管理内存机制的实现，主要是通过垃圾回收机制来实现的。垃圾回收机制的基本原理为：找出不再使用的变量，回收其内存。
在JavaScript中，主要有两种垃圾回收机制：

1、标记清除

标记清除，是目前JavaScript实现中广泛采用的方法。基本原理为：当一个变量进入环境的时候，就将该变量标为“进入环境”，而当变量离开环境的时候，就把变量标为“离开环境”，具体而言，可以一开始就对所有的变量打一个标记，然后去除掉环境中的变量以及被环境引用的变量，最后那些还存在标记的变量，就可以被回收了。
目前，IE、Firefox、Opera、Chrome、Safari的JavaScript实现所采用的垃圾回收机制，都是标记清除。

2、引用计数

引用计数，就是当一个变量声明了并将一个引用类型赋给该变量时，引用次数便为1。当同一个值又赋给其他变量，那么引用次数就+1，如果包含这个值引用的变量指向了其他的值，那么引用次数-1。如此一来，当引用次数变为0的时候，就可以被垃圾回收机制给回收。但是引用计数，会存在循环引用问题，从而导致内存泄漏。如：

function foo() {
    var a = {};
    var b = {};
    a.x = b;
    b.y = a;
}

在IE中，BOM和DOM并不是原生的JavaScript对象，而是使用COM对象的形式实现的，而COM对象采用的垃圾收集机制，便是引用计数。所以，在IE中设计COM对象的时候，就存在循环引用问题。解决办法：使用完成后，手动断开引用：

function foo() {
    var a = {};
    var b = {};
    a.x = b;
    b.y = a;
    // ...
    a.x = null;
    b.y = null;
}

四、管理内存

优化内存占用，有一个很好的方式，即为解除引用。所谓解除引用，是为：会执行中的代码只保留必要的数据，一旦数据不再可用，最好将值设为null来释放引用。
但是，解除引用并不是意味着马上执行GC，而是让值脱离执行环境。下一次GC触发时，得以回收