5.8JavaScript 的垃圾回收机制

JavaScript 的垃圾回收机制（Garbage Collection, GC）是自动管理内存的核心机制，开发者无需手动释放内存，但理解其原理有助于优化代码性能并避免内存泄漏。

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一、垃圾回收的基本原理

1. ​​标记-清除算法（Mark and Sweep）​​

   • ​​标记阶段​​：从根对象（如全局对象、活动函数上下文、DOM 节点等）出发，遍历所有可达对象并标记为“存活”。
   • ​​清除阶段​​：回收未被标记的对象（即不可达对象）占用的内存。
   • ​​特点​​：V8 引擎默认采用此算法处理老生代内存，但会因遍历整个堆内存导致性能开销

2. ​​引用计数算法（Reference Counting）​​

   • 每个对象维护一个引用计数器，引用数为 0 时立即回收。
   • ​​缺陷​​：无法处理循环引用（如两个对象互相引用但无外部引用），导致内存泄漏。IE 浏览器曾采用此算法，现代引擎已弃用

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二、V8 引擎的优化策略

V8 引擎通过分代管理和增量回收显著提升垃圾回收效率：

1. ​​分代回收（Generational GC）​​

   • ​​内存分区​​：
     • ​​新生代（Young Generation）​​：存放短期对象（如函数局部变量），采用 ​​Scavenge 算法​​（半空间复制法）。
     • ​​老生代（Old Generation）​​：存放长期对象（如闭包、全局变量），采用 ​​标记-清除​​ 或 ​​标记-整理（Mark-Compact）​​ 算法。
   • ​​分代依据​​：基于“代际假说”（大多数对象生命周期短），减少老生代的扫描频率

2. ​​增量回收（Incremental GC）​​

   • 将垃圾回收任务拆分为多个小步骤，穿插在主线程执行中，减少单次停顿时间（Stop-The-World）。
   • 通过 ​​写屏障（Write Barrier）​​ 和 ​​记忆集（Remembered Set）​​ 跟踪跨代引用，避免重复遍历老年代

3. ​​Scavenger 算法（新生代回收）​​

   • ​​三步流程​​：
     1. ​​标记​​：从 GC Roots 出发，标记新生代存活对象。
     2. ​​转移​​：将存活对象复制到 To-Space，消除内存碎片。
     3. ​​指针更新​​：通过存储缓冲区和记忆集更新旧对象的引用地址。
   • ​​特点​​：高效处理短期对象，且回收后内存可直接复用

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三、内存泄漏的常见场景

尽管 JavaScript 自动管理内存，但以下情况仍可能导致内存泄漏：

1. ​​意外的全局变量​​：未使用 var/let/const 声明变量，导致变量始终驻留内存。
2. ​​闭包未释放​​：闭包持有外部函数作用域的引用，若未主动解除，相关对象无法回收。
3. ​​DOM 引用残留​​：移除 DOM 元素后，JavaScript 仍保留对其的引用（如事件监听器未解绑）。
4. ​​定时器/回调未清除​​：setInterval 或 setTimeout 未及时清理，持续引用对象

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四、开发者优化建议

1. ​​减少全局变量​​：使用模块化或 IIFE（立即执行函数）限制变量作用域。
2. ​​手动解除引用​​：在对象不再需要时，将其赋值为 null（如 obj = null）。
3. ​​避免循环引用​​：及时清理互相引用的对象（如事件解绑）。
4. ​​监控内存使用​​：通过 Chrome DevTools 的 Memory 面板分析堆内存快照，定位泄漏点