关于gc:垃圾回收机制

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相干问题

• 什么是内存透露
• 常见的垃圾回收算法
• 如何排查内存透露

答复关键点

援用计数法 标记革除法 Mark-Compact（标记整顿） Scavenger（清道夫）

GC（Garbage Collection，垃圾回收）是一种内存主动管理机制，垃圾回收器（Garbage Collector）能够主动回收调配给程序的曾经不再应用的内存。常见的 GC 算法有援用计数法和标记革除法等。V8（JavaScript 引擎，提供执行 JavaScript 的运行时环境）的垃圾回收器算法次要由 Mark-Compact 和 Scavenger 形成。

知识点深刻

1. 内存透露

内存透露是指，该当被回收的对象没有被失常回收，变成常驻老生代的对象，导致内存占用越来越高。内存透露会导致应用程序速度变慢、高延时、解体等问题。

1.1 内存生命周期

1. 调配：按需分配内存。
2. 应用：读写已调配的内存。
3. 开释：开释不再须要的内存。

1.2 内存透露常见起因

• 创立全局变量，且没有手动回收。
• 事件监听器 / 定时器 / 闭包等未失常清理。
• 应用 JavaScript 对象来做缓存，且不设置过期策略和对象大小管制。
• 队列拥塞所带来的生产不及时问题。

2. Reference Counting（援用计数）

Reference Counting 是常见的垃圾回收算法，其外围思路是：将资源（比方对象）的被援用次数保存起来，当被援用次数为零时开释。该办法的局限性：当呈现 循环援用 时，相互援用的对象不会被回收。

3. V8 垃圾回收机制

V8 中有两个垃圾收集器。次要的 GC 应用 Mark-Compact 垃圾回收算法，从整个堆中收集垃圾。小型 GC 应用 Scavenger 垃圾回收算法，收集新生代垃圾。

两种不同的算法应答不同的场景：

• 应用 Scavenger 算法次要解决 存活周期短 的对象中的可拜访对象。
• 应用 Mark-Compact 算法次要解决 存活周期长 的对象中的不可拜访的对象。

因为新生代中存活的可拜访对象占多数，老生代中的不可拜访对象占多数，所以这两种回收算法配合应用非常高效。

3.1 分代垃圾收集

在 V8 中，所有的 JavaScript 对象都通过 堆来调配。V8 将其治理的堆分成两代：新生代和老生代。其中新生代又可细分为两个子代（Nursery、Intermediate）。

即新生代中的对象为存活工夫较短的对象，老生代中的对象为存活工夫较长或常驻内存的对象。

3.2 Mark-Compact 算法（Major GC）

Mark-Compact 算法能够看作是 Mark-Sweep（标记革除）算法和 Cheney 复制算法的联合。该算法次要分为三个阶段：标记、革除、整顿。

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1. 标记（Mark）

   标记是找所有可拜访对象的过程。GC 会从一组已知的对象指针（称为根集，包含执行堆栈和全局对象等）中，进行递归标记可拜访对象。

2. 革除（Sweep）

   革除是将不可拜访的对象留下的内存空间，增加到闲暇链表（free list）的过程。将来为新对象分配内存时，能够从闲暇链表中进行再调配。

3. 整顿（Compact）

   整顿是将可拜访对象，往内存一端挪动的过程。次要解决标记革除阶段后，内存空间呈现较多内存碎片时，可能导致无奈调配大对象，而提前触发垃圾回收的问题。

3.3 Scavenger 算法（Minor GC）

V8 对新生代内存空间采纳了 Scavenger 算法，该算法应用了 semi-space（半空间）的设计：将堆一分为二，始终只应用一半的空间：From-Space 为应用空间，To-Space 为闲暇空间。

新生代在 From-Space 中调配对象；在垃圾回收阶段，查看并按需复制 From-Space 中的可拜访对象到 To-Space 或老生代，并开释 From-Space 中的不可拜访对象占用的内存空间；最初 From-Space 和 To-Space 角色调换。

参考资料

1. Memory Management
2. Trash talk: the Orinoco garbage collector