深入分析 Vue 应用中内存泄漏的常见模式,并结合 Vue 源码解释其产生原因和排查方法 (如使用 Chrome DevTools)。

各位观众老爷们,大家好! 今天咱们不聊妹子,不谈人生,就来聊聊 Vue 应用中的“内存黑洞”—— 内存泄漏。

内存泄漏:谁偷走了我的内存?

想象一下,你的 Vue 应用就像一个不断增长的胃,吃进去的数据(变量、对象)越来越多,但却消化不了,最终撑爆了。 这就是内存泄漏的后果。 内存泄漏会导致应用运行缓慢,甚至崩溃。

Vue 应用中内存泄漏的常见模式

Vue 作为一个现代 JavaScript 框架,已经做了很多优化来避免内存泄漏。但是,总有一些“漏网之鱼”需要我们自己去捕捞。

1. 忘记移除的事件监听器

这是最常见,也最容易忽略的内存泄漏场景。 在 Vue 组件中,我们经常会添加一些全局事件监听器(比如 window.addEventListenerdocument.addEventListener),或者第三方库的事件监听器。 如果在组件销毁时没有及时移除这些监听器,它们就会一直存在于内存中,即使组件已经被销毁。

示例代码:

<template>
  <div>
    {{ message }}
  </div>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      message: 'Hello World',
      scrollPosition: 0,
    };
  },
  mounted() {
    window.addEventListener('scroll', this.handleScroll);
  },
  beforeDestroy() {
    // 忘记移除事件监听器!
    // window.removeEventListener('scroll', this.handleScroll);
  },
  methods: {
    handleScroll() {
      this.scrollPosition = window.scrollY;
    },
  },
};
</script>

原因分析:

window.addEventListener 会在 window 对象上注册一个事件监听器。 如果在组件销毁时没有使用 window.removeEventListener 移除这个监听器,那么 window 对象就会一直持有对 this.handleScroll 方法的引用。 即使组件已经被销毁,this.handleScroll 方法以及它所引用的 this (组件实例) 仍然存在于内存中。 这就导致了内存泄漏。

Vue 源码关联:

Vue 的组件生命周期管理机制,会在组件销毁时调用 beforeDestroydestroyed 钩子函数。 我们应该利用 beforeDestroy 钩子函数来移除事件监听器。

解决方案:

beforeDestroy 钩子函数中移除事件监听器:

beforeDestroy() {
  window.removeEventListener('scroll', this.handleScroll);
},

Chrome DevTools 排查方法:

  1. 打开 Chrome DevTools 的 Memory 面板。
  2. 选择 "Heap snapshot"。
  3. 点击 "Take snapshot" 按钮,拍摄一个堆快照。
  4. 重复上述步骤,拍摄多个堆快照。
  5. 在堆快照之间进行比较,查看是否存在持续增长的 DOM listeners。
  6. 如果发现 DOM listeners 持续增长,可以展开 listeners 查看具体的监听器及其对应的组件实例。
2. 定时器/轮询器未清理

类似于事件监听器,定时器(setIntervalsetTimeout)和轮询器如果在组件销毁时没有清理,也会导致内存泄漏。

示例代码:

<template>
  <div>
    {{ timerCount }}
  </div>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      timerCount: 0,
      timerId: null,
    };
  },
  mounted() {
    this.timerId = setInterval(() => {
      this.timerCount++;
    }, 1000);
  },
  beforeDestroy() {
    // 忘记清理定时器!
    // clearInterval(this.timerId);
  },
};
</script>

原因分析:

setInterval 会创建一个定时器,每隔一定时间执行一次回调函数。 如果在组件销毁时没有使用 clearInterval 清理定时器,那么定时器就会一直运行,并持续更新 this.timerCount。 即使组件已经被销毁,定时器及其回调函数仍然存在于内存中。

Vue 源码关联:

与事件监听器类似,Vue 的组件生命周期管理机制也提供了 beforeDestroy 钩子函数来清理定时器。

解决方案:

beforeDestroy 钩子函数中清理定时器:

beforeDestroy() {
  clearInterval(this.timerId);
},

Chrome DevTools 排查方法:

  1. 打开 Chrome DevTools 的 Memory 面板。
  2. 选择 "Heap snapshot"。
  3. 点击 "Take snapshot" 按钮,拍摄一个堆快照。
  4. 重复上述步骤,拍摄多个堆快照。
  5. 在堆快照之间进行比较,查看是否存在持续增长的 Timers。
  6. 如果发现 Timers 持续增长,可以展开 Timers 查看具体的定时器及其对应的组件实例。
3. 闭包引用

闭包是指函数可以访问其创建时所在的作用域中的变量。 如果闭包引用了组件实例,并且闭包的生命周期比组件实例长,那么即使组件已经被销毁,闭包仍然会持有对组件实例的引用,导致内存泄漏。

示例代码:

<template>
  <div>
    {{ message }}
  </div>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      message: 'Hello World',
    };
  },
  mounted() {
    const that = this;
    setTimeout(function() {
      console.log(that.message); // 闭包引用了组件实例
    }, 5000);
  },
};
</script>

原因分析:

setTimeout 的回调函数形成了一个闭包,它可以访问 mounted 函数作用域中的 that 变量。 that 变量指向组件实例。 即使组件已经被销毁,setTimeout 的回调函数仍然会持有对组件实例的引用。

Vue 源码关联:

Vue 的响应式系统会追踪组件的依赖关系。 如果闭包引用了组件的响应式数据,那么 Vue 会自动更新闭包。 但是,如果闭包只是引用了组件实例本身,那么 Vue 就无法自动移除对组件实例的引用。

解决方案:

避免在闭包中直接引用组件实例。 可以将需要使用的组件数据传递给闭包。

<template>
  <div>
    {{ message }}
  </div>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      message: 'Hello World',
    };
  },
  mounted() {
    const message = this.message; // 将组件数据传递给闭包
    setTimeout(function() {
      console.log(message);
    }, 5000);
  },
};
</script>

或者,在 beforeDestroy 钩子函数中清除定时器,防止回调函数执行。

Chrome DevTools 排查方法:

  1. 打开 Chrome DevTools 的 Memory 面板。
  2. 选择 "Heap snapshot"。
  3. 点击 "Take snapshot" 按钮,拍摄一个堆快照。
  4. 重复上述步骤,拍摄多个堆快照。
  5. 在堆快照之间进行比较,查看是否存在持续增长的 Closure (closures)。
  6. 如果发现 Closure 持续增长,可以展开 Closure 查看闭包引用的对象。
4. 大型对象未释放

如果组件中存在大型对象(比如大型数组、大型 JSON 对象),并且在组件销毁后这些对象仍然被其他地方引用,那么这些对象就无法被垃圾回收,导致内存泄漏。

示例代码:

<template>
  <div>
    {{ data.length }}
  </div>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      data: [],
    };
  },
  mounted() {
    // 创建一个大型数组
    for (let i = 0; i < 1000000; i++) {
      this.data.push(i);
    }

    // 将大型数组传递给全局变量
    window.largeData = this.data;
  },
  beforeDestroy() {
    // 忘记释放大型对象!
    // window.largeData = null;
  },
};
</script>

原因分析:

window.largeData = this.data 将组件中的大型数组传递给了全局变量 window.largeData。 即使组件已经被销毁,window.largeData 仍然持有对大型数组的引用。 因此,大型数组无法被垃圾回收。

Vue 源码关联:

Vue 的响应式系统会追踪组件的依赖关系。 如果大型对象是组件的响应式数据,那么 Vue 会自动更新依赖于该对象的视图。 但是,如果大型对象被传递给了全局变量,那么 Vue 就无法自动释放该对象。

解决方案:

beforeDestroy 钩子函数中释放大型对象:

beforeDestroy() {
  window.largeData = null;
},

或者,尽量避免在组件中创建大型对象。 如果必须创建大型对象,可以考虑使用 Web Workers 来处理这些对象,以避免阻塞主线程。

Chrome DevTools 排查方法:

  1. 打开 Chrome DevTools 的 Memory 面板。
  2. 选择 "Heap snapshot"。
  3. 点击 "Take snapshot" 按钮,拍摄一个堆快照。
  4. 重复上述步骤,拍摄多个堆快照。
  5. 在堆快照之间进行比较,查看是否存在持续增长的 Array 或 Object。
  6. 如果发现 Array 或 Object 持续增长,可以展开 Array 或 Object 查看具体的对象及其对应的组件实例。
5. Vuex 的使用不当

Vuex 是 Vue 的状态管理库。 如果 Vuex 的使用不当,也可能导致内存泄漏。 比如,在组件销毁后,仍然订阅了 Vuex 的状态变化,或者在 Vuex 的 mutations 中创建了大型对象,并且没有及时释放。

示例代码:

// store.js
import Vue from 'vue';
import Vuex from 'vuex';

Vue.use(Vuex);

export default new Vuex.Store({
  state: {
    data: [],
  },
  mutations: {
    setData(state, payload) {
      state.data = payload;
    },
  },
  actions: {
    loadData({ commit }) {
      // 模拟加载大量数据
      const data = [];
      for (let i = 0; i < 1000000; i++) {
        data.push(i);
      }
      commit('setData', data);
    },
  },
});
<template>
  <div>
    {{ data.length }}
  </div>
</template>

<script>
import { mapState } from 'vuex';

export default {
  computed: {
    ...mapState(['data']),
  },
  mounted() {
    this.$store.dispatch('loadData');
  },
  beforeDestroy() {
    // 如果 data 是一个大型对象,并且没有被其他组件使用,
    // 那么在组件销毁后,它仍然会存在于 Vuex 的 state 中,导致内存泄漏。
  },
};
</script>

原因分析:

Vuex 的 state 是全局共享的。 如果在 mutations 中创建了大型对象,并且没有及时释放,那么即使组件已经被销毁,大型对象仍然会存在于 Vuex 的 state 中。

Vue 源码关联:

Vuex 的 store 对象会持有所有 state 的引用。 如果 state 中存在大型对象,那么 store 对象也会持有对这些对象的引用。

解决方案:

  1. 尽量避免在 Vuex 的 mutations 中创建大型对象。
  2. 如果必须创建大型对象,可以在组件销毁时,将 Vuex 的 state 中对应的对象设置为 null,以释放内存。
beforeDestroy() {
  this.$store.commit('setData', []); // 清空 data
},

Chrome DevTools 排查方法:

  1. 打开 Chrome DevTools 的 Memory 面板。
  2. 选择 "Heap snapshot"。
  3. 点击 "Take snapshot" 按钮,拍摄一个堆快照。
  4. 重复上述步骤,拍摄多个堆快照。
  5. 在堆快照之间进行比较,查看是否存在持续增长的 Vuex state。
  6. 如果发现 Vuex state 持续增长,可以展开 Vuex state 查看具体的对象。

总结

内存泄漏就像慢性毒药,一开始可能感觉不到,但时间长了就会对应用造成严重的影响。 因此,我们需要时刻保持警惕,避免内存泄漏的发生。

内存泄漏模式 产生原因 解决方案 Chrome DevTools 排查方法
忘记移除的事件监听器 组件销毁时,未移除全局事件监听器,导致监听器及其对应的组件实例仍然存在于内存中。 beforeDestroy 钩子函数中移除事件监听器。 比较堆快照,查看是否存在持续增长的 DOM listeners。
定时器/轮询器未清理 组件销毁时,未清理定时器/轮询器,导致定时器/轮询器及其回调函数仍然存在于内存中。 beforeDestroy 钩子函数中清理定时器/轮询器。 比较堆快照,查看是否存在持续增长的 Timers。
闭包引用 闭包引用了组件实例,并且闭包的生命周期比组件实例长,导致闭包仍然持有对组件实例的引用。 避免在闭包中直接引用组件实例,可以将需要使用的组件数据传递给闭包。 或者,在 beforeDestroy 钩子函数中清除定时器,防止回调函数执行。 比较堆快照,查看是否存在持续增长的 Closure (closures)。
大型对象未释放 组件中存在大型对象,并且在组件销毁后这些对象仍然被其他地方引用,导致这些对象无法被垃圾回收。 beforeDestroy 钩子函数中释放大型对象。 或者,尽量避免在组件中创建大型对象。 如果必须创建大型对象,可以考虑使用 Web Workers 来处理这些对象。 比较堆快照,查看是否存在持续增长的 Array 或 Object。
Vuex 的使用不当 在组件销毁后,仍然订阅了 Vuex 的状态变化,或者在 Vuex 的 mutations 中创建了大型对象,并且没有及时释放。 尽量避免在 Vuex 的 mutations 中创建大型对象。 如果必须创建大型对象,可以在组件销毁时,将 Vuex 的 state 中对应的对象设置为 null,以释放内存。 比较堆快照,查看是否存在持续增长的 Vuex state。

希望今天的讲座能够帮助大家更好地理解 Vue 应用中的内存泄漏问题,并掌握一些常用的排查和解决方法。 记住,良好的编码习惯是避免内存泄漏的最佳方式。

下次再见!

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