关于node.js:搞不定-NodeJS-内存泄漏先从垃圾回收开始

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通常来说，内存治理有两种形式，一种是手动治理，一种是主动治理。

手动治理须要开发者本人治理内存，什么时候申请内存空间，什么时候开释都须要小心解决，否则容易造成内存透露和指针乱飞的场面。C 语言开发是典型的须要手动治理内存的例子。

主动治理通常通过垃圾回收的机制来实现内存治理。NodeJS 中的内存治理是主动治理的。

垃圾回收器（garbage collector，GC）通过判断对象是否还在被其余对象援用来决定是否回收该对象的内存空间。

在上面的图中，有一些对象还在被其余对象应用，而有一些对象曾经是齐全孤立状态，没有其余对象应用它了。这些曾经齐全孤立状态的对象是能够被垃圾回收器回收的。

垃圾回收一旦开始运行，内存中的那些齐全孤立（不可达到）的对象会被删除，内存空间会被开释。

要搞清楚垃圾回收是如何工作的，须要先理解一些基本概念。

常驻集大小（resident set size）：NodeJS 过程运行时占据的内存大小，通常蕴含：代码、栈和堆。
栈（stack）：蕴含原始类型数据和指向对象的援用数据。

栈中保留着局部变量和指向堆上对象的指针或定义利用程序控制流的指针（比方函数调用等）。

上面代码中，a 和 b 都保留在栈中。
```
function add (a, b) {return a + b}
add(4, 5)
```
堆（heap）：寄存援用类型数据，比方对象、字符串、闭包等。

上面代码中，创立的 Car 对象会被保留在堆中。
```
function Car (opts) {this.name = opts.name}

const LightningMcQueen = new Car({name: 'Lightning McQueen'})
```
对象创立后，堆内存状态如下：

当初咱们增加更多的对象：
```
const SallyCarrera = new Car({name: 'Sally Carrera'})
const Mater = new Car({name: 'Mater'})
```
堆内存状态如下：

如果当初执行垃圾回收，没有任何内存会被开释，因为每个对象都在被应用（可达到）。

当初咱们批改代码，如下：
```
function Engine (power) {this.power = power}

function Car (opts) {
this.name = opts.name
this.engine = new Engine(opts.power)
}

let LightningMcQueen = new Car({name: 'Lightning McQueen', power: 900})
let SallyCarrera = new Car({name: 'Sally Carrera', power: 500})
let Mater = new Car({name: 'Mater', power: 100})
```
堆内存状态变成：

如果咱们不在应用 Mater 的话，通过 Mater = undefined 删除了对内存中对象的援用，则内存状态变动为：

此时内存中的 Mater 不再被其余对象应用了（不可达），当垃圾回收运行的时候，Mater 对象会被回收，其占据的内存会被开释。
对象的浅层大小（shallow size of an object）：对象自身占据的内存大小。
对象的保留大小（retained size of an object）：删除对象及其依赖对象后开释的内存大小

NodeJS 的垃圾回收通过 V8 实现。大多数对象的生命周期都很短，而多数对象的寿命往往更长。为了利用这种行为，V8 将堆分成两个局部，年老代（Young Generation）和 老年代（Old Generation）。

新的内存需要都在年老代中调配。年老代的大小很小，在 1 到 8 MB 之间。在年老代中内存调配十分便宜，V8 在内存中会一一为对象调配空间，当达到年老代的边界时，会触发一次垃圾回收。

V8 在年老代会采纳 Scavenge 回收策略。Scavenge 采纳复制的形式进行垃圾回收。它将内存一分为二，每一部分空间称为 semispace。这两个空间，只有一个空间处于应用中，另一个则处于闲置。应用中的 semispace 称为「From 空间」，闲置的 semispace 称为「To 空间」。

年老代的内存调配过程如下：

从 From 空间调配对象，若 semispace 被调配满，则执行 Scavenge 算法进行垃圾回收。
查看 From 空间中的对象，若对象可达到，则查看对象是否合乎晋升条件，若符合条件则晋升到老生代，否则将对象从 From 空间复制到 To 空间。
若对象不可达到，则开释不可达到对象的空间。
实现复制后，将 From 空间与 To 空间进行角色翻转（flip）。

在年老代中幸存的对象会被晋升到老年代。

老年代中的对象有两个特点，第一是存活对象多，第二个存活工夫长。若在老年代中应用 Scavenge 算法进行垃圾回收，将会导致复制存活对象的效率不高，且还会节约一半的空间。因而在老年代中，V8 通常采纳 Mark-Sweep 和 Mark-Compact 策略回收。

Mark-Sweep 就是标记革除，它次要分为标记和革除两个阶段。

标记阶段，将遍历堆中所有对象，并对存活的对象进行标记；
革除阶段，对未标记对象的空间进行回收。

与 Scavenge 策略不同，Mark-Sweep 不会对内存一分为二，因而不会节约空间。然而，经验过一次 Mark-Sweep 之后，内存的空间将会变得不间断，这样会对后续内存调配造成问题。比方，当须要调配一个比拟大的对象时，没有任何一个碎片内反对调配，这将提前触发一次垃圾回收，只管这次垃圾回收是没有必要的。

为了解决内存碎片的问题，进步对内存的利用，引入了 Mark-Compact（标记整顿）策略。Mark-Compact 是在 Mark-Sweep 算法上进行了改良，标记阶段与 Mark-Sweep 雷同，然而对未标记的对象解决形式不同。与 Mark-Sweep 是对未标记的对象立刻进行回收，Mark-Compact 则是将存活的对象挪动到一边，而后再清理端边界外的内存。

因为 Mark-Compact 须要挪动对象，所以执行速度上，比 Mark-Sweep 要慢。所以，V8 次要应用 Mark-Sweep 算法，而后在当空间内存调配有余时，采纳 Mark-Compact 算法。

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