深入淺析JS中的垃圾回收機制

基本型別存放在堆疊中，引用型別存放在堆疊中。 JavaScript 是在創建變數（對象，字串等）時自動進行了分配內存，並且在不使用它們時“自動”釋放。釋放的過程稱為垃圾回收。

垃圾回收策略

所有垃圾回收器都需要做的任務

• 標記空間中活動(存活)物件和非活動(非存活)物件

• 回收或重複使用被非活動物件佔據的記憶體

• 記憶體整理,防止記憶體碎片的出現

#什麼是垃圾物件？

一般來說沒有被引用的物件就是垃圾，就是要被清除。從根開始遍歷對象。

例外
如果幾個物件引用形成一個環，互相引用，但根訪問不到它們，這幾個物件也是垃圾，也要被清除。

什麼是根物件和存活物件

#根物件
有一組基本的固有可達值，由於顯而易見的原因無法刪除

• 全域變數window全域物件、DOM文檔樹根物件等
• …

存活物件
如果引用或引用鏈可以從根存取任何其他值，則認為該值是可存取的

V8引擎回收分代回收法

將堆分為新生代和老生代。
新生代中存放的是生存時間短的對象，老生代中存放的生存時間久的對象。

新生代垃圾回收器scavenge複製演算法

#將堆記憶體分成兩部分，一個是使用區，處於使用狀態的空間；另一個是空閒區，處於空閒狀態的空間。

• 新加入的物件會存放到使用區，當使用區快被寫滿時，就需要進行垃圾清理操作。

• 新生代垃圾回收器會對使用區的活動物件物件做標記，標記完成之後將使用區的活動物件複製到空閒區。解決了記憶體散落分塊的問題。

• 將使用區的非活動物件佔用的空間清理掉。最後進行角色互換，原來的使用區變成新的空閒區，原來的空閒區變成新的使用區。

移動到老生代的物件

• #如果一個物件多次複製後仍然存活，將被認為時生命週期較長的對象，隨後被移動到老生代。
• 複製一個物件到空閒區時，佔用空閒區空間超過了25%，這個物件會被直接晉升到老生代空間中。原因是原來的空閒區會變成新的使用區，繼續進行物件記憶體的分配，若佔比過高，新物件的可用空間太少。

新生代優化並行回收

#全停頓問題
JavaScript是單執行緒語言，運行在主執行緒上，進行垃圾回收時會阻塞JavaScript腳本的執行，需要等待垃圾回收完畢後再恢復腳本執行。

如果一次GC的時間過長，可能造成頁面卡頓現象。

並行回收機制
垃圾回收器在主執行緒上執行的過程中，開啟多個輔助線程，同時執行同樣的回收工作。

老生代垃圾回收

使用scavenge方式存在的問題
1.存活對象較多,頻繁複製存活物件效率將降低
2.浪費一半空間

主要採用標記-清除法，在記憶體分配不足時，採用標記-整理法

老年代垃圾回收期所採用的演算法
1. 首先使用標記-清除完成垃圾空間的回收；
2. 採用標記-整理進行空間最佳化；
3. 採用最佳化-增量標記與惰性清理進行效率最佳化；

#標記-清除與標記-整理演算法

###################### ###scavenge只複製活著的對象，而標記-清除只清除死了的對象。 ######活對像在新生代中只佔較少部分，死對像在老生代中只佔較少部分，這就是兩種回收方式都能高效處理的原因###。 #########缺點###### 記憶體碎片太多。如果出現需要分配一個大記憶體的情況，由於剩餘的碎片空間不足以完成此分配，就會提前觸發垃圾回收，而這次回收是不必要的。 ###

-> 標記-整理演算法 標記完存活物件後，將存活物件向記憶體空間的一端移動，移動完成後，清除掉邊界外的所有記憶體

優化-增量標記與惰性清理

增量標記

#如果有很多對象，並且我們試圖一次遍歷並標記整個對象集，那麼可能會花費一些時間，並在執行上會有一定的延遲。因此，引擎試圖將垃圾回收分解為多個部分。然後，各個部分分別執行。

V8對老生代垃圾回收器進行了最佳化，從全停頓標記切換到增量標記。
將一次垃圾回收變成一小段一小段GC垃圾回收

如果採用非黑即白(存活和死亡)的標記策略，那在垃圾回收器執行了一段增量回收後，暫停後啟用主線程去執行了應用程式中的一段JavaScript 程式碼，隨後當垃圾回收器再次被啟動，這時候內存中黑白色都有，我們無法得知下一步走到哪裡了

惰性清理

增量標記完成後，惰性清理就開始了。當增量標記完成後，假如目前的可用記憶體足以讓我們快速的執行程式碼，其實我們是沒必要立即清理記憶體的，可以將清理過程稍微延遲一下，讓JavaScript 腳本程式碼先執行，也不需要一次清理完所有非活動物件內存，可以按需逐一進行清理直到所有的非活動物件內存都清理完畢，後面再接著執行增量標記

三色標記法暫停和恢復

三色標記法的mark 操作可以漸進執行的而不需每次都掃描整個內存空間，可以很好的配合增量回收進行暫停恢復的一些操作，從而減少全停頓的時間

• 白色:未被標記的物件
• 灰色:自身被標記，該物件的引用物件未被標記
• 黑色:自身和該物件的參考物件(箭頭指的物件)都被標記

從一組根物件開始，先將這組根物件標記為灰色並推入到標記工作表中，當回收器從標記工作表中彈出物件並存取它的引用物件時，將其自身由灰色轉變成黑色，並將自身的下一個引用物件轉為灰色

就這樣一直往下走，直到沒有可標記灰色的物件時，也就是無可達的物件了，那麼剩下的所有白色物件都是無法到達的，即等待回收。

目前記憶體中有沒有灰色節點來判斷整個標記是否完成，如沒有灰色節點，直接進入清理階段，如還有灰色標記，恢復時直接從灰色的節點開始繼續執行就可以

寫入屏障

一次完整的GC標記分塊暫停後，執行任務程序，修改了物件的引用關係。

假設在第一次增量分段中全部將ABC標記為黑色，然後執行JavaScript腳本，將B->D，開始執行第二次增量分段。

新物件D是初始的白色，但此時沒有灰色物件了，也就是全部標記完成需要開始清理了，D將會在清理階段被回收。這是不對的。
V8引入寫入屏障機制，一旦有黑色物件引用白色對象，機制就會將引用的白色物件變成灰色。

並發回收

• 並行回收會阻塞主執行緒
• 增量標記增加了總暫停時間、降低應用程式吞吐量

主執行緒在執行JavaScript 的過程中，輔助執行緒能夠在背景完成執行垃圾回收的操作

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