前端内存泄露浅析

[FrankKai]

手上负责的vue项目最近出现一个这样的问题，用户用着用着就出现：”喔唷，崩溃啦！“的提示。

做了以下性能优化尝试：

• 主动销毁对象及其子对象
• 主动取消监听listener
• 本地搜索减少组件DOM渲染

主动销毁对象及其子对象

vue-cropper.js，组件实例不会主动销毁，需要主动调用destroy方法销毁。
createjs/easeljs，组件实例需要手动销毁canvas画布，maker.stage.canvas = null;maker.stage.removeAllChildren();

主动取消监听listener

createjs/easeljs，maker.stage._eventListeners = null;maker.stage.removeAllEventListeners();。

本地搜索减少组件DOM渲染

iview的select组件，当数据量过大时，DOM渲染会占用很大的内存，非常吃性能。因此为其增加了渲染指定个数的功能，例如首次渲染只渲染20个，之后的搜索从已经加载好的数据中搜索并渲染。

有一定的收效，但是在仍然存在性能问题，切换菜单的过程中，Memory中的Javascript VM instance以100MB/次的速度增加，而且还是在没有数据的情况下。

因此，迫切的需要一次深度的性能优化，以解决当前项目遇到的问题。

解决完这个问题我将增强技能：

• Chrome DevTools的Memory，Performance工具的应用
• vue相关，javascript相关，DOM相关的未知内存泄漏知识点

我将记录以下深度分析内存泄露的相关内容：

• 内存泄露分析Snapshot相关知识点
• 内存泄露分析Snapshot的疑惑和实践
• Chrome DevTools Elements的Event Listeners分析内存泄露

[FrankKai]

内存泄露分析Snapshot相关知识点

JS heap size

window.performance.memory对象的属性。

jsHeapSizeLimit: 2197815296
totalJSHeapSize: 12068848
usedJSHeapSize: 10730032

totalJSHeapSize和usedJSHeapSize的区别是什么？
usedJsHeapSize是内存总数：指的是JS对象占用的内存，包括V8内部对象。
totalJsHeapSize是当前内存总数：指的是JS堆的占用的内存，包括任意js对象的空闲内存。

通过以下代码，可以观察当前document的usedJSHeapSize占用状况，从而分析是否存在内存泄露性能问题。

setInterval(()=>{
	console.log(performance.memory);
},2000)

通过观察可以发现，js占用内存（不包括空闲内存）在一直升高，停留一段时间以后也GC不到页面初始化的的大小。
因此可以得出结论，存在内存泄露。

也可以在Chrome的任务管理器中，开启JavaScript使用的内存的监控。但是这样会开启看到所有tab甚至是插件的内存占用信息，不如code的方式直观和geek。

Heap snapshot

堆快照。其实就是当前页面的js对象及其相关的DOM节点的内存分布情况。

• 内存未泄露堆快照
• 内存泄露堆快照

可以在内存泄露前生成一份堆快照，再在内存泄露后生成一份堆快照。通过对比的方式，找出两份堆快照存在的内存泄露点。最好是在一次操作后分析，以便分析出问题。

Shallow Size

Shallow Size 是对象本身hold的内存。
js会为对象自身开辟一些空间用来存储数据。js中string和array会有明显的shallow size， 不过它们主要在渲染内存中存储，在js heap上仅仅暴露一个包裹对象。
渲染内存指的是监测页面的所有内存：

• 原生内存（native memory）
• 页面的js堆内存（js Heap memory）
• 页面开启的所有worker的js堆内存（JS heap memory of all dedicated workers）

参考资料：即使是一个小对象，都可能间接的hold了庞大的内存。从而导致自动GC程序不能处理掉这些被间接hold的内存。

Retained Size

这是删除了对象及其依赖对象后，可以释放的内存大小，这些依赖从GC root是无法访问到的。

官方解释很拗口，简单理解其实就是对象及其依赖对象的内存大小。

Comparison中的分析字段

• # New
  新创建的对象个数。
• # Deleted
  删除的对象个数。
• # Delta
  发生变化的全部对象的个数。净增对象个数。
• Alloc.Size
  已经分配的使用中的内存空间。
• Freed Size
  新对象释放出的内存空间。
• Size Delta
  发生变化的释放内存的全部空间。净增内存空间。

Heap Snapshot中的Constructor

• (closure) 通过函数闭包对一组对象的引用计数
• (array、string、number、regexp) 不同对象类型的列表，Array，String，Number，RexExp的属性
• (已编译代码) 与已编译代码相关的任何内容。
• HTMLDivElement、HTMLAnchorElement、DocumentFragment DOM对象。
• Dep、Observer、VNode、Watcher、VueComponent 这些是vue特有的对象。

一个构造函数的属性

• code :: (CompileLazy builtin) V8的builtins
• context :: system/NativeContext V8的heap/factory.cc
• feedback_cell::system V8的heap/factory.cc
• map::system/Map V8的heap/factory.cc
• shared [V8的heap/factory.cc]指的是SharedFunctionInfos 这是一个介于函数和已编译代码的对象，SFI没有上下文。
  • function_data 函数数据
  • name_or_scope_info 函数名称和作用域信息
  • script_or_debug_info 脚本或者debug信息

Shallow size、Retained size、Freed size、Delta size的size是以什么为单位？

所有的size都是以字节为单位的。

Note: Both the Shallow and Retained size columns represent data in bytes.

[FrankKai]

内存泄露分析Snapshot的疑惑和实践

为什么一次菜单切换会导致6MB的内存泄露？

素材列表->产品列表->素材列表，增加了6MB的内存占用。
经过对比发现，主要增大的是Object的Retained Size，从26913个（37%）增大到32933个（49%），增大了12%。

刚好VueComponent也从377个（10%）增大到600个（22%），也是从增大了12%。

所以初步断定，是由于VueComponent没有GC导致的。

第一组疑问（理论）:

• 是有对象没有被销毁吗？
• 是对象销毁了但是由于其他对象依赖它，导致销毁失败吗？
• 是对象销毁了但是由于其他对象依赖它的子对象，导致销毁失败吗？

以上信息是在Summary中展示的，那么如何对比两次快照呢？
Chrome DevTools提供了一个非常便利的功能，Comparison，切换到想要对比的Snapshot，即可得到2次内存占用的diff。

经过第二次和第一次的对比，我们得到这张对比分析图。

第二组疑问（实践）：
组件作为实例的组件，不会跟随父组件自动销毁吗？
是不是通用组件的问题？一个通用组件在多处引用，导致页面销毁后，当前实例的组件没有彻底销毁？

#Delta值最高的(closure)是主要的原因吗？

在(closure)的末尾，我们找到很熟悉的通用组件面孔，以此为出发点去做分析。

分析 ./src/components/uploadToOss组件

shared是很可疑的，点开以后是下图的场景。

组件在这里出现，说明这个模块/组件闭包内部变量使用完后没有置为null。

vue并不会监测到组件/模块不再使用，所以我们需要在vue的destroyed或者beforeDestroy生命周期中做主动销毁。

<script>
import ALIOSS from '@/components/uploadToOss';
let commonOSS = new ALIOSS();

export default {
    beforeDestroy() {
        commonOSS = null; // 这是新增的代码，销毁创建的上传OSS组件实例，释放闭包空间
    }
}
</script>

一定要注意，vue是监测不到我们不用某些模块的，只有绑定在vue实例上的实例才会与组件一起销毁，没有绑定的一定要主动销毁。

置为null前

置为null后

我们成功释放了112byte，也就是0.112Kb的内存！

• 是有对象没有被销毁吗？是的，引入的模块没有被销毁。
• 是对象销毁了但是由于其他对象依赖它，导致销毁失败吗？不是，我们暴露的一般是一个class，新建的实例有自己的上下文，不存在单文件组件间互相引用，因此是独立的。
• 是对象销毁了但是由于其他对象依赖它的子对象，导致销毁失败吗？对象销毁后其子对象也会自动销毁。
• 组件作为实例的组件，不会跟随父组件自动销毁吗？会销毁的。每次引入都是独立的。
• 是不是通用组件的问题？一个通用组件在多处引用，导致页面销毁后，当前实例的组件没有彻底销毁？不是。但不是由于多初引入导致的，而是由于没有主动将组件创建的闭包变量置null导致的。

这次分析给了我们一个启示呢？在利用class Filter去搜索constructor，观察delta size是否为负数，freed size是否不为0，这样就可以判断出模块有没有彻底销毁。

费了半天劲，最后只优化了0.012Kb，这不和没优化没差吗？

试着从VueComponent的对比找找原因：在产品列表快照，我们发现了残留的未被销毁的素材列表的Table组件。

所以几乎可以确定的是，切换到素材列表页面的Table组件，没有被完全销毁，在产品列表中依然可以找到它的身影。

所以，是iView的Table组件存在内存泄露？还是vue本身存在内存泄露？

再经过对比element-ui和iView，发现iView确实是存在内存泄漏的，内存占用一直降不下来，而element-ui过一会儿就会降到正常值。所以不是Vue的原因。

和老大讨论了一下，之后可能会替换成其他的UI框架。

目前的方案是监听window.performance.memory对象，一段时间内持续大于某个阀值时，会提醒用户主动刷新页面，从而释放出泄露掉的内存。

关于iView内存泄露的讨论：

• [Bug Report]table component memory leak  iview/iview#3677
• [Bug Report]各组件存在大量内存泄漏 iview/iview#2891
• https://www.v2ex.com/t/587573#reply3

我的验证方式：

• iView官网几次切换后停留到同一个页面，element-ui官网切换 观察同一个页面的内存占用
• 本地项目几次切换后停留到同一个页面，对比VueComponent个数，并找出其他页面的组件

就拿这个来说，我做了如下的切换foo->bar->foo->baz->foo后，获取到这个快照对比。

从图上可以看出，VueComponent新建了612个，删除了9个，净增603个，分配了17.296Kb的内存，释放了0.504Kb的内存（看到这个释放程度我真的佛了），净增16.792Kb的内存。造成了16.792Kb的内存泄露。

可能你觉得16.792Kb不算什么，因为它在我的这次分析里，内存泄露情况只排第19，排名第一第二的分别泄露了598Kb，506Kb。

[FrankKai]

Chrome DevTools Elements的Event Listeners分析内存泄露

vue中的全局事件销毁，避免listener内存泄露。

DOM0级事件销毁

window.onbeforeunload = () => {};
window.onbeforeunload = null; // 销毁，可以在vue的destroyed生命周期（最好在这个，因为无需在beforeDestroy引用vue实例）或beforeDestroy。

DOM2级事件销毁

this.foo= (e) => {}
window.addEventListener('resize', this.foo);
window.removeEventListener('resize', this.foo);// 销毁，可以在vue的beforeDestroy生命周期（引用vue实例最好在这个周期销毁）或destroyed。

全局事件销毁前（内存释放前）：

全局事件销毁后（内存释放后）：

通过观察可以发现，一次菜单切换，减少了一个冗余的全局事件监听器，性能有些许提升。

[FrankKai]

总结与思考

经过一系列分析我们发现，可以通过以下几种方式分析内存泄露的问题并修复。

• 监听在window的事件没有解绑
• 绑在EventBus的事件没有解绑
• 第三方库创建的实例没有调用销毁函数
• 自定义组件/模块闭包内部变量未被销毁

前端同学在选型前端UI框架时，不妨先测试测试是否存在内存泄露。

参考资料：

• https://juejin.im/post/5b31958be51d4558de5be9f8
• https://webplatform.github.io/docs/apis/timing/properties/memory/
• https://developers.google.com/web/tools/chrome-devtools/memory-problems/memory-101
• https://www.bitdegree.org/learn/chrome-memory-tab
• https://developers.google.com/web/tools/chrome-devtools/memory-problems/heap-snapshots