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前言
咱们平时在写代码的过程中，如同很少须要本人手动进行垃圾回收，那么 V8 是如何来缩小内存占用，从而防止内存溢出而导致程序解体的状况的。为了更高效地回收垃圾，V8 引入了两个垃圾回收器，它们别离针对不同场景进行工作。
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垃圾从何而来
咱们先来搞清楚这些‘垃圾’是怎么产生的
不论应用哪一种语言，咱们势必都会频繁的操作数据，这些数据个别是寄存在栈内存与堆内存中，通常是会在内存中创立一块空间，应用这块空间，再不须要的时候回收这块空间。
比方：
var test = {}
test.a = new Array(100)当执行这段代码时，先会为全局对象（window）增加一个 test 属性，并在堆内存中创立一个空对象，并将该对象的地址指向 test 属性，随后又创立了一个长度为 100 的数组，并将该数组地址指向了 test.a 的属性值。
从上图咱们能够看出，栈中保留了指向 window 对象的指针，通过栈中 window 的地址能够找到 window 对象，通过 window 对象能够找到 test 对象，通过 test 对象能够找到 a 数组。
如果此时，咱们将 a 属性指向了另一个对象：
test.a = {}那么此时的内存会变成这样：
那么这个时候堆内存中的数组其实就变成了‘垃圾数据’，因为咱们再也拜访不到它了，不过咱们不用放心它会始终占用内存，因为 V8 中的垃圾回收器会帮咱们主动清理。
对于 JavaScript 而言，也正是这个“主动”开释资源的个性带来了很多困惑，也让一些 JavaScript 开发者误以为能够不关怀内存治理，这是一个很大的误会。
代际假说与分代收集
代纪假说是垃圾回收畛域中的一个重要术语，后续垃圾回收策略都是建设在该假说之上的。
特点
- 第一个是大部分对象在内存中存在的工夫很短，简略来说，就是很多对象一经分配内存，很快就变得不可拜访
- 第二个是不死的对象，会活得更久
为了达到最好的回收成果，V8 会依据对象的生存周期的不同来利用不同的回收算法 ，所以在 V8 中会把堆分为新生代和老生代两个区域， 新生代中寄存的是生存工夫短的对象，老生代中寄存的生存工夫久的对象
新生区通常只反对 1～8M 的容量，而老生区反对的容量就大很多了。对于这两块区域，V8 别离应用两个不同的垃圾回收器，以便更高效地施行垃圾回收
- 副垃圾回收器，次要负责新生代的垃圾回收
- 主垃圾回收器，次要负责老生代的垃圾回收
垃圾回收器的工作流程
V8 的内存构造
新生代(new_space)：大多数的对象开始都会被调配在这里，这个区域绝对较小然而垃圾回收特地频繁，该区域被分为两半，一半用来分配内存，另一半用于在垃圾回收时将须要保留的对象复制过去。老生代 (old_space)：新生代中的对象在存活一段时间后就会被转移到老生代内存区，绝对于新生代该内存区域的垃圾回收频率较低。老生代又分为老生代指针区和老生代数据区，前者蕴含大多数可能存在指向其余对象的指针的对象，后者只保留原始数据对象，这些对象没有指向其余对象的指针。大对象区(large_object_space)：寄存体积超过其余区域大小的对象，每个对象都会有本人的内存，垃圾回收不会挪动大对象区。代码区(code_space)：代码对象，会被调配在这里，惟一领有执行权限的内存区域。map 区(map_space)：寄存 Cell 和 Map，每个区域都是寄存雷同大小的元素，构造简略
垃圾回收的过程个别次要呈现在 新生代 与老生代。
垃圾回收策略
标记革除
标记革除（Mark-Sweep），目前在 JavaScript 引擎 里这种算法是最罕用的，到目前为止的大多数浏览器的 JavaScript 引擎 都在采纳标记革除算法，只是各大浏览器厂商还对此算法进行了优化加工，且不同浏览器的 JavaScript 引擎 在运行垃圾回收的频率上有所差别。此算法分为 标记 和 革除 两个阶段，标记阶段即为所有流动对象做上标记，革除阶段则把没有标记（也就是非流动对象）销毁。
引擎在执行 GC（应用标记革除算法）时，须要从出发点去遍历内存中所有的对象去打标记，而这个出发点有很多，咱们称之为一组根对象，而所谓的根对象，其实在浏览器环境中包含又不止于 全局 Window 对象、文档 DOM 树等。
整个标记革除算法大抵过程就像上面这样：
- 垃圾收集器在运行时会给内存中的所有变量都加上一个标记，假如内存中所有对象都是垃圾，全标记为 0；
- 而后从各个根对象开始遍历，把不是垃圾的节点改成 1；
- 清理所有标记为 0 的垃圾，销毁并回收它们所占用的内存空间；
- 最初，把所有内存中对象标记批改为 0，期待下一轮垃圾回收；
长处：
实现比较简单，打标记也无非打与不打两种状况，这使得一位二进制位（0 和 1）就能够为其标记，非常简单
毛病：
在革除之后，残余的对象内存地位是不变的，也会导致闲暇内存空间是不间断的，呈现了 内存碎片，并且因为残余闲暇内存不是一整块，它是由不同大小内存组成的内存列表，这就牵扯出了内存调配的问题
援用计数
援用计数（Reference Counting），这其实是新近的一种垃圾回收算法，它把对象是否不再须要简化定义为对象有没有其余对象援用到它，如果没有援用指向该对象（零援用），对象将被垃圾回收机制回收，但因为它的问题很多，目前很少应用这种算法了。
它的策略是跟踪记录每个变量值被应用的次数
- 当申明了一个变量并且将一个援用类型赋值给该变量的时候这个值的援用次数就为 1；
- 如果同一个值又被赋给另一个变量，那么援用数加 1；
- 如果该变量的值被其余的值笼罩了，则援用次数减 1；
- 当这个值的援用次数变为 0 的时候，阐明没有变量在应用，这个值没法被拜访了，回收空间，垃圾回收器会在运行的时候清理掉援用次数为 0 的值占用的内存；
长处：
- 援用计数在援用值为 0 时，也就是在变成垃圾的那一刻就会被回收，所以它能够立刻回收垃圾；
- 标记革除算法须要每隔一段时间进行一次，那在应用程序（JS 脚本）运行过程中线程就必须要暂停去执行一段时间的 GC，另外，标记革除算法须要遍历堆里的流动以及非流动对象来革除，而援用计数则只须要在援用时计数就能够了；
毛病：
- 须要一个计数器，而此计数器须要占很大的地位，因为咱们也不晓得被援用数量的下限；
- 无奈解决循环援用无奈回收的问题；
工作流程
不论什么类型的垃圾回收器，它们都有一套雷同的执行流程
- 第一步是 标记空间中流动对象和非流动对象。所谓流动对象就是还在应用的对象，非流动对象就是能够进行垃圾回收的对象。
- 第二步是 回收非流动对象所占据的内存。其实就是在所有的标记实现之后，对立清理内存中所有被标记为可回收的对象。
- 第三步是做 内存整理。一般来说，频繁回收对象后，内存中就会存在大量不间断空间，咱们把这些不间断的内存空间称为内存碎片。当内存中呈现了大量的内存碎片之后，如果须要调配较大间断内存的时候，就有可能呈现内存不足的状况。所以最初一步须要整顿这些内存碎片，但这步其实是可选的，因为有的垃圾回收器不会产生内存碎片，比方接下来咱们要介绍的副垃圾回收器。
副垃圾回收器
副垃圾回收器次要负责新生区的垃圾回收。而通常状况下，大多数小的对象都会被调配到新生区，所以说这个区域尽管不大，然而垃圾回收还是比拟频繁的。
新生代中用 Scavenge 算法来解决。所谓 Scavenge 算法，是把新生代空间对半划分为两个区域，一半是对象区域，一半是闲暇区域，如下图所示：
新退出的对象都会寄存到对象区域，当对象区域快被写满时，就须要执行一次垃圾清理操作。
在垃圾回收过程中，首先要对对象区域中的垃圾做标记；标记实现之后，就进入垃圾清理阶段，副垃圾回收器会把这些存活的对象复制到闲暇区域中，同时它还会把这些对象有序地排列起来，所以这个复制过程，也就相当于实现了内存整理操作，复制后闲暇区域就没有内存碎片了。实现复制后，对象区域与闲暇区域进行角色翻转，也就是原来的对象区域变成闲暇区域，原来的闲暇区域变成了对象区域。这样就实现了垃圾对象的回收操作，同时这种角色翻转的操作还能让新生代中的这两块区域有限重复使用上来。
因为新生代中采纳的 Scavenge 算法，所以每次执行清理操作时，都须要将存活的对象从对象区域复制到闲暇区域。但复制操作须要工夫老本，如果新生区空间设置得太大了，那么每次清理的工夫就会过久，所以为了执行效率，个别新生区的空间会被设置得比拟小。也正是因为新生区的空间不大，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 引擎采纳了 对象降职策略，也就是通过两次垃圾回收仍然还存活的对象，会被挪动到老生区中。
主垃圾回收器
主垃圾回收器次要负责老生区中的垃圾回收。除了新生区中降职的对象，一些大的对象会间接被调配到老生区。因而老生区中的对象有两个特点，一个是对象占用空间大，另一个是对象存活工夫长。
因为老生区的对象比拟大，若要在老生区中应用 Scavenge 算法进行垃圾回收，复制这些大的对象将会破费比拟多的工夫，从而导致回收执行效率不高，同时还会节约一半的空间。因此，主垃圾回收器是采纳 ** 标记 – 革除（Mark-Sweep）** 的算法进行垃圾回收的。
它的原理就是：
- 首先是标记过程阶段。标记阶段就是从一组根元素开始，递归遍历这组根元素，在这个遍历过程中，能达到的元素称为流动对象，没有达到的元素就能够判断为垃圾数据。
- 接下来就是垃圾的革除过程。它和副垃圾回收器的垃圾革除过程齐全不同，对一块内存屡次执行 标记 – 革除 算法后，可能会产生大量不间断的内存碎片。
- 而碎片过多会导致大对象无奈调配到足够的间断内存，于是又产生了另外一种算法——标记 – 整顿（Mark-Compact），这个标记过程依然与标记 – 革除算法里的是一样的，但后续步骤不是间接对可回收对象进行清理，而是让所有存活的对象都向一端挪动，而后间接清理掉端边界以外的内存。
全进展
因为 JavaScript 是运行在主线程之上的，一旦执行垃圾回收算法，都须要将正在执行的 JavaScript 脚本暂停下来，待垃圾回收结束后再复原脚本执行。咱们把这种行为叫做 全进展（Stop-The-World）。
在 V8 新生代的垃圾回收中，因其空间较小，且存活对象较少，所以全进展的影响不大，但老生代就不一样了。如果在执行垃圾回收的过程中，占用主线程工夫过久，将会造成页面卡顿。
为了升高老生代的垃圾回收而造成的卡顿，V8 将标记过程分为一个个的子标记过程，同时让垃圾回收标记和 JavaScript 应用逻辑交替进行，直到标记阶段实现，咱们把这个算法称为 增量标记（Incremental Marking） 算法。
