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javascript 垃圾回收算法

simon_chen / 2371人閱讀

摘要：它將堆內存一分為二每一部分空間稱為。以的垃圾回收堆內存為例做一次小的垃圾回收需要毫秒以上做一次非增量式的垃圾回收甚至要秒以上。這是垃圾回收中引起線程暫停執行的時間在這樣的時間花銷下應用的性能和響應能力都會直線下降。

我們通常理解的 javascript 垃圾回收機制都停留在表面，"會釋放不被引用變量內存"，最近在讀《深入淺出node.js》的書，詳細了解了下 v8 垃圾回收的算法，記錄了一些學習筆記。
敲黑板：v8引擎的垃圾回收算法

V8的垃圾回收策略主要基于分代式垃圾回收機制，現代的垃圾回收算法中按對象的存活時間將內存的垃圾回收進行不同的分代,然后分別對不同分代的內存施以更高效的算法。在V8中,主要將內存分為新生代和老生代兩代。新生代中的對象為存活時間較短的對象, 老生代中的對象為存活時間較長或常駐內存的對象。

Scavenge算法 
在分代的基礎上,新生代中的對象主要通過Scavenge算法進行垃圾回收,在Scavenge的具體 實現中,主要采用了Cheney算法

Cheney 算法是一種采用復制的方式實現的垃圾回收算法。它將堆內存一分為二,每一部分空間稱為 semispace。在這兩個 semispace 空間中,只有一個處于使用中,另一個處于閑置狀態。處于使用狀態的 semispace 空間稱為 From 空間,處于閑置狀態的空間稱為 To 空間。當我們分配對象時,先是在 From 空間中進行分配。當開始進行垃圾回收時,會檢查 From 空間中的存活對象,這 些存活對象將被復制到 To 空間中,而非存活對象占用的空間將會被釋放。完成復制后,From 空 間和To空間的角色發生對換。 簡而言之, 在垃圾回收的過程中, 就是通過將存活對象在兩個 semispace 空間之間進行復制。

Mark-Sweep & Mark-Compact 
Scavenge算法通過犧牲空間換時間的算法非常適合生命周期短的新生代，但是，當一個對象經過多次復制，生命周期較長的時候或則To空間不足的時候，對象會被分配到進入到老生代中，需要采用新的算法進行垃圾回收。

Mark-Sweep 并不將內存空間劃分為兩半,所以不存在浪費一半空間的行為。與 Scavenge 復制活著的對象不同, Mark-Sweep 在標記階段遍歷堆中的所有對象,并標記活著的對象,在隨后的清除階段中,只清除沒有被標記的對象。可以看出,Scavenge 中只復制活著的對象,而 Mark-Sweep 只清理死亡對象。

Mark-Sweep 在進行一次標記清除回收后,內存空間會出現不連續的狀態。這種內存碎片會對后續的內存分配造成問題,因為很可能出現需要分配一個大對象的情況,這時所有的碎片空間都無法完成此次分配,就會提前觸發垃圾回收,而這次回收是不必要的。Mark-Compact 對象在標記為死亡后,在整理的過程中,將活著的對象往一端移動,移動完成后,直接清理掉邊界外的內存

增量標記

為了避免出現 JavaScript 應用邏輯與垃圾回收器看到的不一致的情況,垃圾回收的 3 種基本算法都需要將應用邏輯暫停下來,待執行完垃圾回收后再恢復執行應用邏輯,這種行為被稱為“全停頓"，長時間的"全停頓"垃圾回收會讓用戶感受到明顯的卡頓，帶來體驗的影響。以1.5 GB的垃圾回收堆內存為例,V8做一次小的垃圾回收需要50毫秒以上,做一次非增量式的垃圾回收甚至要1秒以上。這是垃圾回收中引起JavaScript線程暫停執行的時間,在 這樣的時間花銷下,應用的性能和響應能力都會直線下降。

為了降低全堆垃圾回收帶來的停頓時間,V8先從標記階段入手,將原本要一口氣停頓完成的動作改為增量標記(incremental marking),也就是拆分為許多小“步進”,每做完一“步進” 就讓 JavaScript 應用邏輯執行一小會兒,垃圾回收與應用邏輯交替執行直到標記階段完成

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JavaScript 內存泄漏教程

精讀《深入淺出Node.js》

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