垃圾回收机制

[Genluo]

准确的来说应该是V8引擎的垃圾回收机制。

V8为什么要限制堆大小

因为V8做一次小的垃圾回收需要50ms以上，做一次非增量式垃圾回收甚至需要1秒以上，这是垃圾回收引起js线程暂停的执行时间，在这样的时间花销上，应用的性能和响应能力都会直线下降，这种情况不仅仅后端服务器无法接受，同时客户端也无法接受，因此，在当时的情况下直接限制堆内存是一个好的方法。

V8垃圾回收算法

采用的策略主要是基于分代式垃圾回收机制，按照对象的存活时间将内存中的垃圾回收进行不同的分代，然后对不同的代使用不同的高效算法，V8中主要将内存分为新生代的内存空间，老生代的内存空间，新生代的内存空间主要使用Scavenga算法，老生代内存空间主要使用Mark-Sweep和Mark-Compact相结合的方式进行垃圾回收

• Scavenga算法

这是一种采用复制的算法，它将堆内存一分为2，每一部分空间称之为semispace，这两个空间中只有一个空间使用，另一个处于闲置状态，我们将处于使用状态的空间称之为From空间，处于闲置的空间称之为To空间，当我们进行垃圾回收的时，首先会检查From空间中的存活对象，这些存活对象将被复制到To空间，而非存活对象的空间将会别释放，完成复制以后，From空间To空间角色将会发生对换。这种算法称之为Cheney算法，但是在V8中，因为我们将内存分为新生代内存和老生代内存，所以我们要对算法进行一些调整，这个过程称之为晋升，晋升主要有两个条件，一个是当前内存对象是否经过Scavenga回收，另一个是当前To的空间已经使用了25%，当符合其中任意一个条件的时候，我们直接将此活动对象移动到老生代内存中。这个算法的优点就是速度，缺点就是浪费空间。

第一种情况

第二种情况

• Mark-Sweep和Mark-Compact

在老生代的对象中，不采用上面那种算法，主要是有两个原因，一个就是存活对象很多，复制存活对象效率很低，另一个原因就是浪费一半内存空间的原因。

首先谈下Mark-Sweep算法，这个是标记-清除的意思，它分为标记和清除两个阶段，标记阶段遍历堆中所有的对象，并且标记活着的对象，在随后的清除阶段中，只清除没有标记的对象，可以看出Scavenge算法只复制活着对象，Mark-Sweep算法只清除死亡的对象，因为在新生代对象中，活对象只占新生对象的少部分，同理，死对象也只是占老生对象的少部分，这就是两种算法的高效地方，但是现在还存在一个事情，就是使用Mark-Sweep会产生内存碎片，如何整理内存空间，清除这些内存碎片？

为了解决Mark-Sweep清除之后产生的内存碎片，提出Mark-Compact算法，这个是标记整理的意思，它和上Mark-Sweep的不同是，它不是直接清理死亡对象，而是在于对象被标记死亡之后，在整理过程中，将活着的对象往一端移动，移动完成后，直接清理边界的内存，这样就不会存在内存碎片。

这里介绍的两种算法，Mark-Compact可以替代Mark-Sweep，但是根据执行过程我们可以知道Mark-Compact会比价耗费时间，所以在V8中是将两种垃圾回收算法结合起来使用的，V8主要使用的是Mark-Sweep，在空间不足已对从新生代中晋升过来的对象进行分配的时才使用Mark-Compact算法

全停顿时间的优化

全停顿时间指的是垃圾回收和js应用逻辑看到不一致的情况，垃圾回收的三种基本算法都会讲应用逻辑停下来，待执行完垃圾回收后再恢复执行应用逻辑。

这里主要是针对老生代的空间的全堆垃圾回收（full垃圾回收），V8是这样优化的将原本要一次完成的动作改成增量标记，也就是拆分成许多小的步骤，每做完一步，就让js应用逻辑执行一小会，垃圾回收与应用逻辑交替执行直到标记阶段完成（这种主要是针对标记阶段），V8后续还引入延迟清理，增量式整理，同时还计划引入并行标记、并行清理，进一步利用多核性能降低每次停顿的时间。