10-17 01:04 阅读 325

js中的垃圾回收机制（v8引擎）

垃圾回收GC

垃圾回收（GC，Garbage Collection），这里的垃圾就是指程序中不需要再用的数据，js引擎中的垃圾回收机制会自动回收垃圾。

垃圾回收分为手动回收和自动回收，不同语言的垃圾回收机制不一样。

常见的GC算法

引用计数法

顾名思义，让所有对象实现记录下有多少“程序”在引用自己，让各对象都知道自己的“人气指数”。举一个简单的例子：

var a = new Object(); // 此时'这个对象'的引用计数为1（a在引用） var b = a; // ‘这个对象’的引用计数是2（a,b） a = null; // reference_count = 1 b = null; // reference_count = 0  // 下一步 GC来回收‘这个对象’了 复制代码

优点：

即时回收，当引用为0时就会把对象连向空闲链表等待回收；

不用遍历堆区活动对象和非活动对象

缺点：

无法解决循环引用；（两个对象或多个形成引用环，引用计数不为0故无法回收）

每个对象都要有引用计数器，内存开销大；

tip：该算法已经逐渐被 ‘标记-清除’ 算法替代，在V8引擎里面，使用最多的就是 标记-清除算法

标记清除算法

标记清除（Mark-Sweep），目前在 JavaScript引擎 里这种算法是最常用的，到目前为止的大多数浏览器的 JavaScript引擎 都在采用标记清除算法，只是各大浏览器厂商还对此算法进行了优化加工，且不同浏览器的 JavaScript引擎 在运行垃圾回收的频率上有所差异

标记清除算法主要过程字如其名：标记——清除

标记是把所有的活动对象做标记，清除是将未标记的对象销毁（非活动对象）。

大致如下：

将所有的变量加上标记（通过加一个二进制位，维护进出环境的列表等等方式），计为垃圾；
通过一个根节点开始深度遍历（出发点有很多，我们称之为一组 根 对象，而所谓的根对象，其实在浏览器环境中包括又不止于 全局Window对象、文档DOM树 等），把遍历到的对象记为活动对象
清除所有垃圾标记的对象，销毁并释放其内存空间。
将所有对象重新记为垃圾，等待下一轮回收

优点

做标记很简单，0和1。

缺点

回收垃圾后导致内存碎片的问题

垃圾是回收完了，内存空间也释放了，那么问题来了：创建新对象分配的空间在哪一块呢？

这里寻找合适的空间有三种算法

First-fit，一旦找到大于等于size空间块就返回

Best-fit，遍历整个空闲列表，返回大于等于size空间的最小分块

Worst-fit，遍历，找到最大的分块，分成刚好size空间的块和剩下的空间块，返回刚好大小的空间。

这三种策略里面 Worst-fit的空间利用率看起来是最合理，但实际上切分之后会造成更多的小块，形成内存碎片，所以不推荐使用，对于 First-fit和 Best-fit来说，考虑到分配的速度和效率 First-fit是更为明智的选择

产生的空间碎片和分配效率的问题有了优化的策略：标记整理。

这个策略在上面的过程中多加了一步：在变量标记后将活动对象向一端移动，最后清除掉边界的内存。

复制算法

将一块内存分成两部分，From空间和To空间，每次回收时候将From空间里的活动对象移动至To空间，移动完后将From空间释放。**From空间和To空间互换。**等待进行下一轮回收。

js内存模型

JS内存空间分为栈(stack)、堆(heap)、池(一般也会归类为栈中)。其中栈存放变量，堆存放复杂对象，池存放常量。

对于基础数据类型，栈中的变量的值刚好存在这里；对于引用数据类型，变量的值是引用（即内存地址），这个地址指向堆区的一片空间。

栈空间的垃圾回收

一般来说，执行上下文每次出栈意味着这个执行上下文已经执行完毕，内存需要回收，它的回收很简单，原理就是覆盖。

function foo(){ var a = 1 var b = {name:"极客邦"} function showName(){ var c = "极客时间" var d = {name:"极客时间"} } showName() } foo() 复制代码

当执行到showName函数末尾（即第六行）调用栈和堆空间情况如下

有⼀个记录当前执⾏状态的指针（称为 ESP），指向调⽤栈中showName函数的执⾏上下⽂，表⽰当前正在执⾏showName函数。

重点来了，当showName函数执行完后，这个执行上下文是怎么销毁内存的呢？

答案很简单，直接将ESP指针下移就行，如果在开辟新的执行上下文会将showName函数执行上下文直接覆盖掉

同样的当foo函数也执行完，ESP继续下移指向全局执行上下文

所以，对于栈空间的垃圾回收，是通过ESP指针移动来完成的。

堆空间的垃圾回收(V8引擎)

代际假说和分代收集

代际假说：

第⼀个是⼤部分对象在内存中存在的时间很短，简单来说，就是很多对象⼀经分配内存，很快就变得不可

访问；

第⼆个是不死的对象，会活得更久。

通常，垃圾回收算法有很多种，但是并没有哪⼀种能胜任所有的场景，你需要权衡各种场景，根据对象的⽣存周期的不同⽽使⽤不同的算法，以便达到最好的效果，根据代际假说，v8引擎将堆分为新生代和老生代两个区间。新生代存放存活时间短的对象，老生代存放存活时间长的对象。

利用标记清除

v8引擎采用标记清除策略来回收机制。

主要过程如下：

标记活动对象和非活动对象
回收非活动对象内存
内存整理（解决内存碎片的问题）

新生代的回收过程

采用的是Scavenge算法，其实和上文中的复制算法很相似。

新生代分为对象区域和空闲区域，空间很小，新加入的对象放入对象区域，当对象区域块满了后，进行算法的执行：

把对象区域中所有的活动对象有序移动至空闲区域（这样解决了内存碎片的问题），然后释放对象区域的内存，接着对象区域和空闲区域互换。

这个过程有一个问题，对象区域的剩余空间会随着回收次数的增加越来越少，这个时候会有新生代的对象晋升至老生代：

当一个对象经过多次复制后依然存活，它将会被认为是生命周期较长的对象，随后会被移动到老生代中，采用老生代的垃圾回收策略进行管理

另外还有一种情况，如果复制一个对象到空闲区时，空闲区空间占用超过了 25%，那么这个对象会被直接晋升到老生代空间中，设置为 25% 的比例的原因是，当完成 Scavenge 回收后，空闲区将翻转成使用区，继续进行对象内存的分配，若占比过大，将会影响后续内存分配

老生代的回收过程

老生代采用的就是之前所说的标记清除算法。

相比于新生代，老生代的垃圾回收就比较容易理解了，上面我们说过，对于大多数占用空间大、存活时间长的对象会被分配到老生代里，因为老生代中的对象通常比较大，如果再如新生代一般分区然后复制来复制去就会非常耗时，从而导致回收执行效率不高，所以老生代垃圾回收器来管理其垃圾回收执行，它的整个流程就采用的就是上文所说的标记清除算法了

首先是标记阶段，从一组根元素开始，递归遍历这组根元素，遍历过程中能到达的元素称为活动对象，没有到达的元素就可以判断为非活动对象。

清除阶段老生代垃圾回收器会直接将非活动对象，也就是数据清理掉。

前面我们也提过，标记清除算法在清除后会产生大量不连续的内存碎片，过多的碎片会导致大对象无法分配到足够的连续内存，而 V8 中就采用了我们上文中说的标记整理算法来解决这一问题来优化空间。