js v8引擎垃圾回收机制介绍

（一）摘要

v8的垃圾回收机制

（二）前提知识

垃圾回收【主要】有两个方式，一个是标记清除，一个是引用计数。但都有缺点：

标记清除

标记法就是，将可达的对象标记起来，不可达的对象当成垃圾回收

问题来了，可不可达，通过什么来判断呢？

根据可达性来判断，可达性就是从初始的根对象（window或者global）的指针开始，向下搜索子节点，搜索到了，说明可达，没有子节点，就证明是需要被释放的一个对象。（向下搜索子节点，子节点被搜索到了，说明该子节点的引用对象可达，并为其进行标记，然后接着递归搜索，直到所有子节点被遍历结束。那么没有被遍历到节点，也就没有被标记，也就会被当成没有被任何地方引用，就可以证明这是一个需要被释放内存的对象，可以被垃圾回收器回收。）

缺点：最大的问题是在进行一次标记清除回收后，内存空间会出现不连续的状态。这种内存碎片会对后续的内存分配造成问题，因为很可能出现需要分配一个大对象的情况，这时所有的碎片空间都无法完成此次分配，就会提前触发垃圾回收，而这次回收是不必要的。

引用计数

对引用类型的值技术，不是为变量计数。
就是判断一个对象的引用数，引用数为0 就回收，引用数大于0 就不回收。
缺点：但是两个对象循环引用的话就完蛋了。由于他们互相引用，各自引用数都是 1，所以不会被回收，从而造成内存泄漏。

JS的内存管理

由于栈内存所存的基础数据类型大小是固定的，所以栈内存的内存都是操作系统自动分配和释放回收的。

由于堆内存所存大小不固定，系统无法自动释放回收，所以需要 JS引擎来手动释放这些内存

为啥要垃圾回收

在 Chrome 中，V8 被限制了内存的使用（64位约1.4G/1464MB ， 32位约0.7G/732MB），为什么要限制呢？

表层原因：V8 最初为浏览器而设计，不太可能遇到用大量内存的场景

深层原因：V8 的垃圾回收机制的限制（如果清理大量的内存垃圾是很耗时间，这样会引起 JavaScript 线程暂停执行的时间，那么性能和应用直线下降）

前面说到栈内的内存，操作系统会自动进行内存分配和内存释放，而堆中的内存，由 JS 引擎（如 Chrome 的 V8）手动进行释放，当我们的代码没有按照正确的写法时，会使得 JS 引擎的垃圾回收机制无法正确的对内存进行释放（内存泄露），从而使得浏览器占用的内存不断增加，进而导致 JavaScript 和应用、操作系统性能下降。

（三）v8 的垃圾回收机制

而v8引擎则主要采用了分代式回收机制，根具对象存活时间进行分代，将内存分为新生代和老生代两块内存空间。

• 新生代主要保存存活时间较短的对象，新建的对象也优先分配到新生代中。
• 老生代主要保存存活时间较长的对象。

他们采用不同的算法进行垃圾回收。

• 新生代采用 Scavenge（翻译清道夫） 算法。
• 老生代采用Mark-sweep（翻译清扫）（标记清除） 和 Mark-compact（翻译把…紧压在一起）（标记整理） 算法。

3.1 新生代 scavenge 算法

在分代的基础上，新生代主要采用清道夫（scavenge ）算法，清道夫算法里面又主要采用了 Cheney 算法。

它是一种采用复制的方式实现垃圾回收的算法，将新生代的空间一分为二，每一部分空间称为 semispace（半空间）。

在这两个空间中，只有一个处于使用状态：from空间，另一个处于闲置状态：to空间

在分配对象的时候，v8会先在

当我们分配对象时，先在 From 空间进行分配。当开始进行垃圾回收时，会检查 From 空间中的存活对象，这些存活对象将被复制到 To 空间中，而非存活对象占用的空间将会被释放。

完成复制后，From 空间和 To 空间的角色发生对换，称为翻转。

优点：scavenge 算法只会复制存活的对象，并且对于生命周期短的场景，他的存活对象只占少数，所以在时间效率上有优秀的表现。
缺点：他只利用了堆内存空间的一半，不适用于大规模的垃圾回收场景，是一个牺牲空间换取时间的算法。

3.2 用于老生代的算法，标记整理（Mark-Conpact）与标记清除（Mark-Sweep）

当一个对象经过多次复制还存活的话，就会被放到老生代里去，这个过程叫晋升。
晋升的两个条件：
1、对象在新生代期间是否经历过 Scavenge 回收；
2、使 To 空间的内存占用比超过限制（To 空间内存消耗是否超过 25%，如果超过对象直接晋升）。

在老生代中，使用标记清除与标记整理算法对对象进行垃圾回收。

标记清除

标记存活的对象，清除没标记的对象。
缺点：就像上面说的，标记清除最大的问题在于内存空间会变成不连续的样子，这时所有的碎片空间都无法完成此次分配，就会提前触发垃圾回收，而这次回收是不必要的。

为了解决这个问题，标记整理被提了出来

标记整理

它是在标记清除的基础上发展而来，就是在对象被标记完之后，将活着的对象移动到一起，然后清除边界以外的空间。

两者关系

标记整理与标记清楚的关系只是一种策略递进的关系。当空间不足以对新生代晋升过来的对象进行分配时，才会使用标记整理。

（四）全停顿问题

要是js代码运行与垃圾回收同时进行了怎么办。

JS 代码的运行要用到 JS 引擎，垃圾回收也要用到 JS 引擎，那如果这两者同时进行了，发生冲突了咋办呢？答案是，**垃圾回收优先于代码执行，会先停止代码的执行，等到垃圾回收完毕，再执行 JS 代码。**这个过程，称为全停顿。

所以有些场景活动对象比较多的时候，就“卡”了

解决：

orinoco 为 V8 的垃圾回收器的项目代号，为了提升用户体验，解决全停顿问题，它提出了增量标记、懒性清理、并发、并行的优化方法。

参考文章