如何检测和修复 Node.js 中的内存泄漏？

Question

Accepted Answer

**内存泄漏**是指不再需要但从未释放的内存，因为某些东西仍然引用它。随着时间的推移，进程的堆会增长，直到速度变慢或崩溃（内存不足）。在长期运行的 Node 服务器中，泄漏是一个严重的生产问题。

## 常见的泄漏来源

```js
// 1. Unbounded caches / global collections that only grow
const cache = new Map();
app.get("/:id", (req, res) => { cache.set(req.params.id, data); }); // never cleared → grows forever

// 2. Forgotten event listeners (added repeatedly, never removed)
emitter.on("data", handler); // if added per-request and never removed → accumulates

// 3. Forgotten timers
setInterval(() => {...}, 1000); // never cleared, holds references alive

// 4. Closures capturing large objects longer than needed
function outer() {
  const huge = loadBigData();
  return () => huge.length; // keeps `huge` alive as long as the closure lives
}
```

共同的线索是：一个可到达的引用（一个全局 Map、一个活跃的监听器、一个运行的定时器、一个闭包）阻止对象被垃圾回收，即使它们不再有用。

## 检测泄漏

```js
// 1. Watch heap growth over time — steady upward trend = likely leak
setInterval(() => {
  const { heapUsed } = process.memoryUsage();
  console.log(`heap: ${(heapUsed / 1e6).toFixed(1)} MB`);
}, 10000);
```

```bash
# 2. Heap snapshots — capture at two points, compare what grew
node --inspect app.js     # then use Chrome DevTools → Memory → heap snapshots
# or the heapdump / clinic.js tools
```

诊断过程：确认堆稳定增长（不仅仅是正常波动），然后在工作负载前后进行**堆快照**并进行比较，以找出哪些对象类型在积累（"保留大小"在增加）。

## 修复泄漏

```js
// ✅ bound caches with TTL/size limits (LRU)
import { LRUCache } from "lru-cache";
const cache = new LRUCache({ max: 1000, ttl: 1000 * 60 }); // evicts automatically

// ✅ always remove listeners and clear timers
emitter.off("data", handler);
clearInterval(timer);

// ✅ use WeakMap/WeakSet for metadata that shouldn't keep objects alive
const meta = new WeakMap(); // entries are GC'd when the key object is
```

修复方法反映了原因：有界缓存（具有最大大小/TTL 的 LRU）、始终将监听器/定时器的创建与清理配对，并使用 `WeakMap`/`WeakSet` 来存储不应该在内存中固定对象的对象键元数据。

## 为什么这很重要

内存泄漏在 Node 中特别危险，因为服务器是**长期运行**的——一个在开发中不可见的缓慢泄漏会逐渐降低性能，最终导致生产进程崩溃（通常会重启并失去进行中的工作）。

了解经典来源（无界缓存、未移除的监听器/定时器、持续的闭包）、如何检测它们（堆监控 + 使用 DevTools/clinic.js 进行快照比较），以及修复方法（有界 LRU 缓存、规范的清理、`WeakMap`）对于长期运行可靠、稳定的 Node 服务至关重要。