Eine eingehende Analyse des Garbage-Collection-Mechanismus in JS

Grundtypen werden auf dem Stapel gespeichert und Referenztypen werden auf dem Heap gespeichert. JavaScript weist automatisch Speicher zu, wenn Variablen (Objekte, Zeichenfolgen usw.) erstellt werden, und gibt sie „automatisch“ frei, wenn sie nicht verwendet werden. Der Prozess der Freigabe wird Garbage Collection genannt.

Garbage-Collection-Strategie

Alle Aufgaben, die der Garbage Collector erledigen muss

• Markieren Sie aktive (lebende) Objekte und inaktive (nicht lebende) Objekte im Raum

• Durch inaktive Objekte belegte Speicher recyceln oder wiederverwenden

• Speicherorganisation, um das Auftreten von Speicherfragmentierung zu verhindern

Was ist ein Müllobjekt?

Im Allgemeinen sind Objekte, auf die nicht verwiesen wird, Müll und müssen gelöscht werden. Durchlaufen Sie das Objekt ausgehend von der Wurzel.

Ausnahmen
Wenn mehrere Objektreferenzen einen Ring bilden und aufeinander verweisen, der Root aber nicht darauf zugreifen kann, sind diese Objekte ebenfalls Müll und müssen gelöscht werden. Was sind Stammobjekte und überlebende Objekte? Root-Objekte usw.

…Live-Objekte

Jeder andere Wert gilt als zugänglich, wenn auf die Referenz oder Referenzkette von der Root aus zugegriffen werden kann Für die neue Generation und die alte Generation. Die neue Generation speichert Objekte mit kurzer Überlebenszeit und die alte Generation speichert Objekte mit langer Überlebenszeit.

• Der Scavenge-Kopier-Algorithmus des Garbage Collectors der neuen Generation
• teilt den

Heap-Speicher

in zwei Teile, einen ist der Nutzungsbereich, der der genutzte Speicherplatz ist, und der andere ist der freie Bereich der Raum im Ruhezustand.

Neu hinzugefügte Objekte werden im Nutzungsbereich gelagert Wenn der Nutzungsbereich fast voll ist, ist eine Müllreinigung erforderlich.

Der Garbage Collector der neuen Generation markiert die

aktiven ObjekteObjekte im Nutzungsbereich. Nachdem die Markierung abgeschlossen ist, kopieren Sie die aktiven Objekte im Nutzungsbereich in den freien Bereich. Das Problem verstreuter Speicherblöcke wurde gelöst.

Räumen Sie den von inaktiven Objekten eingenommenen Platz im Nutzungsbereich auf. Schließlich werden die Rollen vertauscht, der ursprüngliche Nutzungsbereich wird zu einem neuen freien Bereich und der ursprüngliche freie Bereich wird zu einem neuen Nutzungsbereich.

Objekte in die alte Generation verschoben

• Wenn ein Objekt nach mehrmaligem Kopieren noch überlebt, wird es als Objekt mit einem längeren Lebenszyklus betrachtet und anschließend in die alte Generation verschoben.

  Wenn ein Objekt in den freien Bereich kopiert wird und mehr als 25 % des freien Bereichs einnimmt, wird das Objekt direkt in den Raum der alten Generation befördert. Der Grund dafür ist, dass der ursprünglich freie Bereich zu einem neuen genutzten Bereich wird und die Objektspeicherzuweisung fortgesetzt wird. Wenn das Verhältnis zu hoch ist, steht zu wenig Platz für neue Objekte zur Verfügung.

• Optimiertes paralleles Recycling der neuen Generation

• Problem mit vollständiger Pause
  JavaScript ist eine Single-Threaded-Sprache, die im Hauptthread ausgeführt wird und die Ausführung des JavaScript-Skripts blockiert Sie müssen warten, bis die Garbage Collection abgeschlossen ist.

Wenn ein GC zu lange dauert, kann es zum Einfrieren der Seite kommen.

Parallel-Recycling-Mechanismus

Während der Ausführung des Garbage Collectors im Haupt-Thread werden mehrere Hilfs-Threads gestartet, um gleichzeitig die gleiche Recycling-Arbeit auszuführen.

Speicherbereinigung der alten Generation

Probleme bei der Verwendung der Scavenge-Methode

1. Es gibt viele überlebende Objekte, und häufiges Kopieren überlebender Objekte verringert die Effizienz 2. Verschwendet die Hälfte des Platzes
Hauptsächlich Verwenden Sie die Methode „Mark-Clear“. Wenn die Speicherzuweisung nicht ausreicht, verwenden Sie die Methode „Mark-Organize“. Verwenden Sie Mark-Organize, um Speicherplatz zurückzugewinnen.

3. Verwenden Sie Optimierungs-Inkrementelles Markieren und Lazy Cleaning zur Effizienzoptimierung. Clear löscht nur tote Objekte.

Lebende Objekte machen nur einen kleinen Teil der neuen Generation aus, und tote Objekte machen nur einen kleinen Teil der alten Generation aus. Deshalb können beide Recyclingmethoden effizient damit umgehen.

Nachteile

Zu viel Speicherfragmentierung. Wenn ein großer Speicher zugewiesen werden muss, wird die Speicherbereinigung im Voraus ausgelöst, da der verbleibende fragmentierte Speicherplatz nicht ausreicht, um die Zuweisung abzuschließen, und diese Sammlung nicht erforderlich ist.

-> Markierungs- und Organisationsalgorithmus Nachdem Sie die verbleibenden Objekte markiert haben, verschieben Sie die verbleibenden Objekte an ein Ende des Speicherbereichs. Löschen Sie nach Abschluss der Bewegung den gesamten Speicher außerhalb der Grenze Reinigung

Inkrementelle Markierung

Wenn viele Objekte vorhanden sind und wir versuchen, den gesamten Objektsatz auf einmal zu durchlaufen und zu markieren, kann dies einige Zeit dauern und zu Verzögerungen bei der Ausführung führen. Daher versucht die Engine, die Garbage Collection in mehrere Teile aufzuteilen. Anschließend wird jeder Teil einzeln ausgeführt. V8 hat den

Garbage Collector der alten Generation optimiert und von der vollständigen Pausenmarkierung auf die inkrementelle Markierung umgestellt

.

Verwandeln Sie eine Garbage Collection in einen kurzen Zeitraum der GC-Garbage Collection.

Wenn eine Schwarz-Weiß-Markierungsstrategie (Überleben und Tod) übernommen wird, wird der Hauptthread nach einer Pause aktiviert, nachdem der Garbage Collector einen Zeitraum der inkrementellen Sammlung durchgeführt hat Um einen Teil des JavaScript-Codes in der Anwendung auszuführen und dann den Garbage Collector erneut zu starten, ist der Speicher schwarz und weiß und wir können nicht wissen, wohin wir als Nächstes gehen sollen , beginnt die verzögerte Bereinigung. Wenn die inkrementelle Markierung abgeschlossen ist und der aktuell verfügbare Speicher ausreicht, um den Code schnell auszuführen, müssen wir den Speicher tatsächlich nicht sofort bereinigen. Wir können den Bereinigungsprozess etwas verzögern und den JavaScript-Skriptcode zuerst ausführen lassen. Es ist nicht erforderlich, den gesamten inaktiven Objektspeicher auf einmal zu löschen. Sie können ihn nach Bedarf einzeln bereinigen, bis der gesamte inaktive Objektspeicher gelöscht ist, und dann eine inkrementelle Markierung mit drei Farben durchführen Methode zum Anhalten und Fortsetzen


Dreifarbige Markierung Der Markierungsvorgang der Methode kann schrittweise ausgeführt werden, ohne jedes Mal den gesamten Speicherplatz zu scannen. Dadurch kann er gut mit der inkrementellen Wiederverwendung koordiniert werden, um einige Vorgänge zum Anhalten und Wiederherstellen durchzuführen Reduzierung der gesamten Pausenzeit. Weiß: unmarkiertes Objekt

Grau: sich selbst ist markiert, das Referenzobjekt des Objekts ist nicht markiertSchwarz: sich selbst und das Referenzobjekt des Objekts (das Objekt, auf das der Pfeil zeigt) sind markiert

Ausgehend von einer Reihe von Stammobjekten Markieren Sie zunächst diese Gruppe von Stammobjekten als grau und verschieben Sie sie in das Markierungsarbeitsblatt. Wenn der Recycler das Objekt aus dem Markierungsarbeitsblatt entfernt und auf sein Referenzobjekt zugreift, ändert es sich von grau nach schwarz, und ändert seinen unteren Teil grau

und es geht so weiter, bis keine Objekte mehr vorhanden sind, die grau markiert werden können, das heißt, es gibt keine Objekte mehr, die erreicht werden können Die verbleibenden weißen Objekte sind unerreichbar und warten darauf, recycelt zu werden.

Verwenden Sie, ob im aktuellen Speicher ein grauer Knoten vorhanden ist, um festzustellen, ob die gesamte Markierung abgeschlossen ist. Wenn kein grauer Knoten vorhanden ist, fahren Sie direkt mit der Bereinigungsphase fort Knoten während der Wiederherstellung

Schreibbarriere

Nach einer vollständigen GC-Markierungsblockpause wird das Taskprogramm ausgeführt und die Referenzbeziehung des Objekts geändert.

Nehmen Sie an, dass bei der ersten inkrementellen Segmentierung alle ABCs schwarz markiert sind und dann das JavaScript-Skript B->D ausgeführt wird, um die zweite inkrementelle Segmentierung zu starten. Das neue Objekt D ist zunächst weiß, aber zu diesem Zeitpunkt sind keine grauen Objekte vorhanden, was bedeutet, dass alle Markierungen abgeschlossen sind und die Bereinigung D während der Bereinigungsphase beginnen muss. Das ist nicht richtig.

V8 führt einen Schreibbarrieremechanismus ein. Sobald ein schwarzes Objekt auf ein weißes Objekt verweist, verwandelt dieser Mechanismus das referenzierte weiße Objekt in ein graues Objekt.

Gleichzeitiges Recycling

Paralleles Recycling blockiert den Hauptthread

Inkrementmarkierung erhöht die Gesamtpausenzeit und verringert den Anwendungsdurchsatz

Während der Hauptthread JavaScript ausführt, kann der Hilfsthread im Hintergrund ausgeführt werden Schließen Sie den Speicherbereinigungsvorgang ab

[Lernempfehlung: Javascript-Tutorial für Fortgeschrittene]

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonEine eingehende Analyse des Garbage-Collection-Mechanismus in JS. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!