通过 Chrome Devtools 的 Memory 工具证明 string 的内存分配方式

开发 前端
Chrome Devtools 提供了 Memory 工具用于分析内存,包括 Snapshot、TimeLine、Sample 三种工具。

JS 的字符串是怎么分配内存的?

可能大家都知道,字符串存在字符串常量池中,被栈或堆上的变量引用。如果变量的值是字符串字面量,则在栈上的变量直接引用字符串常量池中的字符串;如果是字符串是 new String 创建的,则会在堆上创建 String 对象,指向字符串常量池中的字符串,栈上变量指向堆中的 String 对象。

这个结论是对的么?

今天我们用 Chrome Devtools 的 Memory 工具证明下:

Memory 工具证明 String 的内存分配方式

我们准备这样一段代码:

  1. <!DOCTYPE html> 
  2. <html lang="en"
  3. <head> 
  4.     <meta charset="UTF-8"
  5. </head> 
  6. <body> 
  7.  
  8.     <script> 
  9.         const arr = []; 
  10.         setTimeout(() => { 
  11.             for(let  i = 0;i< 10000;i++) { 
  12.                 arr.push('guang'); 
  13.             } 
  14.         }, 3000); 
  15.  
  16.         const arr2 = []; 
  17.         setTimeout(() => { 
  18.             for(let  i = 0;i< 10000;i++) { 
  19.                 arr2.push(new String('guang')); 
  20.             } 
  21.         }, 5000); 
  22.     </script> 
  23. </body> 
  24. </html> 

3s 的时候创建了一个 10000 个元素的数组 arr,数组元素是字符串常量 "guang"。

5s 的时候创建了一个 10000 个元素的数组 arr2,数组元素是 new String("guang")。

按照理论来说,arr 中的元素是直接引用字符串常量池的字符串,arr2 中的则是引用堆上的 String 对象,String 对象再引用字符串常量池的字符串。

我们用 Memory 工具来验证下。

Chrome Devtools 提供了 Memory 工具用于分析内存中的对象:

一共有三种内存分析工具:

  • Snapshot:某个时间点的堆内存快照
  • TimeLine:实时的按照时间线显示的内存分配情况
  • Sampling:采样的方式收集内存分配情况

我们想要看到按照时间线的实时分配情况,所以用第二种工具:TimeLine。

加载页面,点击录制,右边就会实时展示内存分配情况:

我们录到 6s 点击停止。

可以看到有两条竖线,分别代表了两次内存分配。

点击第一次内存分配,可以看到详情:

可以看到,这个时间点创建了 string 和 array 两种对象:

"guang" 这个 string 的内存地址是 @169541。

Array 的元素指向的也都是 @169541

这就验证了字符串常量池的存在,以及字符串字面量直接指向常量池中的字符串。

再来看下第二种内存分配方式:

可以看到,创建了 String 的对象、array 变量(system 是 JS 引擎内部分配的一些对象,不用关心):

String 对象引用了字符串常量池中的 @169541 的字符串 "guang"

而 Array 中的元素则是指向了不同的 String 对象的地址:

这再一次验证了字符串常量池的存在,以及 String 对象是在堆上分配内存,然后指向字符串常量池的字符串。

证明完毕,确实如前面的结论所说:字符串存储在字符串常量池中,字符串字面量直接指向常量池的字符串地址,String 对象会先在堆上分配空间,然后指向字符串常量池的字符串地址。

我们从始至终只创建了一次 "guang" 这个字符串,字符串常量池的好处显而易见了:

而且,还可以得出一个结论,创建 String 对象的方式内存开销大很多,建议用字符串字面量的方式:

从图中可以直观的对比出两种方式的占用内存的差别。

文中的测试代码上传到了 github: https://github.com/QuarkGluonPlasma/chrome-devtools-exercise

总结

Chrome Devtools 提供了 Memory 工具用于分析内存,包括 Snapshot、TimeLine、Sample 三种工具,我们用其中的 TimeLine 工具实时分析了字符串的内存分配,证明了字符串常量池的存在,以及字符串字面量、new String 两种创建字符串方式的内存上的差别。

建议尽量用字符串字面量,少用 new String 的方式创建字符串,在占据的内存大小上还是有差距的。

证明过程中,我们也可以直观的感受到字符串常量池的巨大好处。

 

责任编辑:姜华 来源: 神光的编程秘籍
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