對比js與v8垃圾回收機制

前面的話

js具有自動回收機制，它會定期的找出那些不在繼續使用的變量，然後釋放其內存；而c、c++語言必須手動釋放內存，程序員負責內存管理。

回收方法

• 標記清除

  標記清除是最常用的垃圾回收方式。 當變量進入執行環境時，就標記這個變量爲"進入環境"。 當變量離開環境時，則將其標記爲"離開環境"。被標記爲離開環境的變量，在下一次垃圾回收啓動時，就會被釋放掉佔用的空間。

  舉個例子：

   var m = 0 ,n = 4;// 把 m, n，add() 標記爲進入環境
   add(m ,n);// 把 a,b,c標記進入環境。
   console.log(n);// add() 函數執行完之後，將a,b,c標記爲離開環境，等待垃圾回收
   function add(a, b) {
  	 a++;
  	 var c = a + b;
  	 return c;
   }
  

• 引用計數

  跟蹤記錄每個值被引用的次數。當聲明瞭一個變量並將一個引用類型值賦給該變量時，則這個值的引用次數就是1。如果同一個值又被賦給另一個變量，則該值的引用次數加1。相反，如果包含對這個值引用的變量又取得了另外一個值，則這個值的引用次數減1。當這個值的引用次數變成0時，則說明沒有辦法再訪問這個值了，因而就可以將其佔用的內存空間回收回來。這樣，當垃圾回收器下次再運行時，它就會釋放那些引用次數爲0的值所佔用的內存。

  缺點：無法解決循環引用：

  function func() {
      let obj1 = {};
      let obj2 = {};
  
      obj1.a = obj2; // obj1 引用 obj2
      obj2.a = obj1; // obj2 引用 obj1
  }
  

  當函數func執行結束之後，返回值undefined，所以整個函數以及內部的變量都應該被回收，但是，引用計數方法，obj1和obj2的引用次數都不爲0，所以他們不會被回收。

  要解決循環引用的問題，最好是在不使用它們的時候將它們手動設爲空。上面的例子可以這樣：

   obj1 = null;
   obj2 = null;
  

哪些會引起內存泄漏

內存泄漏：不再用到的內存，沒有及時釋放，就叫做內存泄漏（memory leak）。

• 意外的全局變量：比如在函數內部，沒用使用var聲明的變量。
• 被遺忘的計時器：計時器沒有被清除
• 閉包
• 沒有被清理的DOM元素引用

內存泄漏的識別方法

在新版本的Chrome中的performance中查看

圖中Heap對應的部分就是內存在週期性的回落。

如何避免泄漏

• 減少不必要的全局變量，或者生命週期較長的對象，及時對無用的數據進行垃圾回收
• 避免死循環
• 避免創建過多的對象

總之：不用了的東西要及時歸還。

V8引擎回收機制

內存申請：

• 64位系統：1.4GB
• 32位系統：700MB

在node環境中可以通過：process.memoryUsage()來查看內存分配。

• rss: 所有內存佔用
• heapTotal：v8引擎可以分配的最大堆內存
• heapUsed：v8引擎分配使用的堆內存
• external：v8管理c++對象綁定到JavaScript對象的內存

以上單位都是字節。

Node的整體架構

• 第一層： Node標準庫，由js編寫，是我們使用過程中直接能調用的API。在源碼中的lib目錄下。比如常用的http模塊

• 第二層：Node bindings,這一層是js與底層c/c++能夠溝通的關鍵，前者通過bindings調用後者，相互交換數據。

• 第三層：是支撐Node運行的關鍵，由c/c++實現。

    1、v8是Google開發的JavaScript引擎，提供JavaScript運行環境，可以說
    	它就是Node.js的發動機。
    2、libuv是專門爲Node.js開發的一個封裝庫，提供跨平臺，線程池、
      事件池、異步I/O能力，是Node.js如此強大的關鍵。
    3、C-ares提供了異步處理DNS相關的能力
    4、http_parser、 OpenSSL、zlib等提供http解析，ssl、數據壓縮等其他能力
  

v8垃圾回收策略

我們不可能只用一種回收策略來解決問題，這樣效率會很低。所以，v8採用了分代回收的策略，將內存分爲兩個帶：新生代和老生代

• 新生代中的對象：爲存活時間較短的對象
• 老生代中的對象：爲存活較長或常駐內存的對象

分代內存：

• 32位中，新生代內存大小16MB，老生代內存大小700MB
• 64位中，新生代內存大小32MB，老生代內存大小1.4GB
• 新生代平均分爲兩塊相等的內存空間，叫做semispace，每塊內存大小8MB（32位）或者16MB（64位）

新生代

新生代採用Scavenge垃圾回收算法，在算法實現時主要採用Cheney算法。

Cheney算法將新生代的內存分爲兩塊semispace，一塊處於使用狀態，稱爲From空間，一塊使用閒置狀態，稱爲To空間。

繪圖說明：





上圖中，一直將From和To交換，就是爲了讓活躍對象始終在From中，To始終保持閒置。

這種算法的缺點是：只能使用堆內存的一半。

由於Scavenge是典型的犧牲空間換取時間的算法，所以無法大規模的應用到所有的垃圾回收中。但我們可以看到，Scavenge非常適合應用在新生代中，因爲新生代中對象的生命週期較短，恰恰適合這個算法。

當對象經過多次複製任然存活，它就會被認爲是生命週期較長的對象。這種較長生命週期的對象隨後會被移動到老生代中。採用新的算法進行管理。

對象從新生代移到老生代的過程叫作晉升。

晉升的條件：

• 如果一個對象是第二次經歷從From空間複製到To空間，那麼這個對象會被移動到老生代中。
• 當要從From空間複製一個對象到To空間時，如果To空間已經使用了超過25%，則這個對象直接晉升到老生代中。設置25%這個閾值的原因是當這次Scavenge回收完成後，這個To空間會變爲From空間，接下來的內存分配將在這個空間中進行。如果佔比過高，會影響後續的內存分配。

老生代

由於老生代中的對象存活時間長，使用上面的方法將不在適用。老生代將使用Mark-Sweep和Mark-Compact相結合的方式進行垃圾回收。

1、Mark-Sweep：

Mark-Sweep是標記清除的意思，它分爲標記和清除兩個階段。Mark-Sweep在標記階段遍歷堆內存中的所有對象，並標記活着的對象，在隨後的清除階段，只清除沒有被標記的對象。

注意: js中的標記是標記所有的變量，清除掉被標記爲離開狀態的變量；而老生代中的標記使標記存活的變量，清除沒有被標記的變量。


缺點： 從圖中可以看出，在進行一次清除回收之後，內存空間會出現不連續的狀態。這種內存碎片會對後續的內存分配造成問題。如果出現需要分配一個大內存的情況，由於剩餘的碎片空間不足以完成此次分配，就會提前觸發垃圾回收，而這次回收是不必要的。

2、Mark-Compact

爲了解決Mark-Sweep的內存碎片問題，Mark-Compact就被提出來了。

Mark-Compact是標記整理的意思，會將標記存活對象以後，將活着的對象向內存空間的一端移動，移動完成後，直接清理掉邊界外的內存。

3、兩者結合

在V8的回收策略中，Mark-Sweep和Mark-Conpact兩者是結合使用的。由於Mark-Conpact需要移動對象，所以它的執行速度不可能很快，在取捨上，V8主要使用Mark-Sweep，在空間不足以對從新生代中晉升過來的對象進行分配時，才使用Mark-Compact。

參考文章：

• 聊聊V8引擎的垃圾回收
• JavaScript中的垃圾回收和內存泄漏