垃圾回收

概念

垃圾回收，简称 GC（Garbage Collection）程序运行后会产生一些不可达的变量、对象等产生的内存空间，需要一种机制来管理这部分不用的内存空间

虽然有很多种垃圾回收的方法，但是，浏览器及 v8 的垃圾回收是多种垃圾回收方法的集合，并没有说用一个大一统的垃圾回收方法

基本机制

• 标记清除法
• 引用计数法

标记清除法

概述

垃圾收集器会从“根”开始，标记阶段会使用的活动对象，清除阶段则把没有标记的对象销毁，根是标记清除法的起始点，从“根”开始，依次遍历对象树 -> 标记活动对象 -> 清理没有标记的对象

标记清除法存在的问题

因为标记了内存中的活动对象，这些活动对象在内存中不是连续的，当清除掉这些对象后，内存空间将出现很多碎片
如果现在有一个新的对象需要分配内存，这些碎片中只能找一块大于等于这个对象的地方，不巧没有的话，只能分配到后面的整块内存中
如果正好又是分配到了最后新的内存，那就得遍历整个前面的内存块了

下面有三种方法用于确定新活动对象如何分配内存

• First-fit：在剩余内存中找到大于等于需要的size直接返回
• Best-fit：找到一块大于等于size 的最小分块（这里说的是最接近 size 的分块，和First-Fit 不一样）
• Worst-fit：找到最大的剩余空间，切出来size 大小的空间返回用于分配（这里每次找的都是最大的剩余空间再切割，反而会导致更多的内存碎片）

引用计数法

概述

每一个活动对象都会被记录引用的数量，如果对象没有引用（引用记录数为 0）那么就代表可以被回收，如果有引用，引用计数就不为 0，有几个引用就为几

问题

如果a变量引用了b，b又引用了a，就出现了循环引用，这时这两个对象的引用计数都是 2，而且基本程序不再使用这两个变量，这两个变量的引用计数也不会被清空

function problem(){
  let a = {}
  let b = {}
  
  a.obj = b
  b.obj = a
}

PS. IE8及以前版本中的DOM和BOM对象，是通过 C++实现的，不是 js 的原生对象，被称为COM（组件对象模型），就会出现上面的问题，如何解决呢？只能通过手动设置对象为null

// 续上面的代码
a.obj = null
b.obj = null

V8 中的内存管理

v8 官方 blog 新生代内存管理

V8 中将堆内存分为了两个部分，新生代和老生代，分别管理访问频次高的对象和不太常使用的对象

新生代

新生代内存中的对象的管理，v8有下面的两种方法

单线程Cheney 复制算法

1. 新生代内存空间一分为二，一部分称为 From 空间，剩下的是 To 空间
2. From 空间（使用区）中的活动对象要复制到 To 空间（闲置区）
3. 清理 From 空间中的非活动对象（清理垃圾）
4. 之后，From 空间和 To 空间身份调换，From 空间变 To 空间，To 空间变 From 空间

对象晋升

新生代对象晋升为老生代对象

有下面两个满足条件

• 对象是否经历过一次复制
• To 空间的内存占比是否已经超过 25%

并行 Scavenger 复制算法

相较于上面的单线程，这次引入了其他 worker 工作线程，每一个线程的垃圾回收操作都是一致的，都是和上面复制法相同
不过，垃圾回收任务在一个公共 worker 列表下，每一个工作线程都会从列表中取出任务，这些任务执行都得保证不能中断，能最大化的进行垃圾回收任务

老生代

标记法

• 标记清除法
• 标记整理法

PS. 上文已经介绍过了标记清除法，现在来介绍 V8 中针对标记清除法缺点的改进算法

标记整理法

概述

三个阶段：标记 -> 清除 -> 整理
可以看到相比于标记清除的两个阶段，多了一个整理的步骤，整理正是为了解决内存碎片的问题

步骤

标记和清理的阶段都一样，整理则将活动对象全部移动到堆空间的前端移动，让他们连到一起。非活动空间则移动到后端，就不会产生内存碎片了