V8的垃圾回收策略

Introduction

垃圾回收的思想很简单，有些数据被使用之后可能不再需要了，这就产生了垃圾数据，我们需要回收这些垃圾数据，释放内存空间。

通常情况下，垃圾回收策略分为

在C/C++等语言中，何时分配、销毁内存都需要程序员手动管理，这就是手动回收。如果一段数据已经不再需要了，但是程序员忘记释放内存，就会造成内存泄漏。在Java、JavaScript等语言中，有自动回收机制，当一段数据不再被引用时，垃圾回收器会自动回收这段数据，释放内存空间。

以这段代码为例:

function foo(){
    var a = 1
    var b = {name:"极客邦"}

    function showName(){
        var c = 2 var d = {name:"极客时间"}
    }
    showName()
}
foo()

执行顺序如下：

首先在全局执行上下文中，创建了一个foo函数，然后调用foo函数，创建了foo函数的执行上下文，执行foo函数中的代码。
在foo函数的执行上下文的变量环境中，创建了变量a和b，然后调用showName函数，创建了showName函数的执行上下文，执行showName函数中的代码。
在showName函数的执行上下文的变量环境中，创建了变量c和d。
showName函数执行完毕，showName函数的执行上下文被销毁，foo函数继续执行。

这个被销毁是怎么做的呢？在调用栈中，有一个记录当前执行状态的指针ESP（栈指针），当一个函数执行完毕，这个指针会向下移动，指向下一个函数的执行上下文。这样，当前函数的执行上下文就被销毁了。如下图：

函数的执行上下文被销毁后，变量环境中的变量a和c也会被销毁，这样就释放了内存空间，因为这些变量是存储在栈内存中的。但变量b和d还存在于堆内存中，这时候就需要垃圾回收器来回收这些数据。

V8引擎的垃圾回收策略是基于代际假说和分代收集的。代际假说认为，新生的对象更有可能很快被回收，而存活时间较长的对象可能存活更久。

因此，V8将内存分为新生代和老生代两个区域，分别使用不同的垃圾回收算法。

副垃圾回收器负责新生区的垃圾回收，采用Scavenge算法，Scavenge算法是一种基于复制的垃圾回收算法，将新生代内存空间分为两个区域

当From区域的内存空间占满时，就会触发垃圾回收，将存活的对象复制到To区域，然后清空From区域。这样就把垃圾数据清理掉了。

将存活对象复制到To区域的时候是顺序复制的，这样可以保证内存空间的连续性，提高内存的利用率。完成复制后，From区域和To区域的角色会互换，这样就完成了一次垃圾回收。

TIP

新生区的空间不大，所以很容易被存活的对象装满整个区域。为了解决这个问题，JavaScript 引擎采用了对象晋升策略，也就是经过两次垃圾回收依然还存活的对象，会被移动到老生区中。

主垃圾回收器负责老生区的垃圾回收，采用Mark-Sweep和Mark-Compact算法。老生区中的对象有两个特点

除了新生区中晋升的对象，一些大的对象会直接被分配到老生区，因为新生区使用的Scavenge算法需要进行复制操作，大对象会花费很多时间。

Mark-Sweep算法分为两个阶段，标记阶段和清除阶段。

由于在Mark-Sweep算法中，清除后会产生内存碎片，为了解决这个问题，引入了Mark-Compact算法。

由于JavaScript是单线程的，所以在垃圾回收的时候，会阻塞整个线程。例如堆中有1.5GB的数据，V8进行一次完整的垃圾回收需要1秒以上的时间，这时候整个线程就会被阻塞，用户的操作就会卡顿。

这就是全停顿。

为了降低全停顿的时间，V8引入了增量标记算法，将标记阶段分为多个小步骤，每执行完一个小步骤就让出线程，这样就可以让用户操作和垃圾回收交替进行，减少卡顿的时间。

V8的垃圾回收策略是基于代际假说和分代收集的，通过不同的算法来回收新生区和老生区的内存。在垃圾回收的过程中，会产生全停顿，为了降低全停顿的时间，V8引入了增量标记算法。

TIP

如何判断内存泄露？内存泄露是指一块内存空间不再被使用，但是没有被释放。在JavaScript中，内存泄露通常是因为一些对象被长时间引用，导致垃圾回收器无法回收这些对象。可以通过chrome的Performance工具来检测内存泄露，查看内存的变化情况，找出内存泄露的原因。