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資訊專欄INFORMATION COLUMN

簡述JavaScript的垃圾回收機(jī)制

wenshi11019 / 1452人閱讀

摘要：關(guān)鍵是釋放內(nèi)存這一步，各種語言都有自己的垃圾回收簡稱機(jī)制。用的是這種，在字末位進(jìn)行標(biāo)識，為指針。對于而言，最初的垃圾回收機(jī)制，是基于引用計(jì)次來做的。老生代的垃圾回收，分兩個(gè)階段標(biāo)記清理有和這兩種方式。

不管是高級語言，還是低級語言。內(nèi)存的管理都是：

分配內(nèi)存

使用內(nèi)存（讀或?qū)懀?/p>

釋放內(nèi)存

前兩步，大家都沒有太大異議。關(guān)鍵是釋放內(nèi)存這一步，各種語言都有自己的垃圾回收（garbage collection, 簡稱GC）機(jī)制。做GC的第一步是判斷堆中存的是數(shù)據(jù)還是指針，是指針的話，說明它被指向活躍的對象。有3種判斷方法：

Conservative：如果存儲格式是地址，就認(rèn)為是。C/C++有用到這種算法。

Compiler hints：對于靜態(tài)語言，比如Java，編譯器是知道它是不是指針的，所以可以用這種。

Tagged pointers：JavaScript用的是這種，在字末位進(jìn)行標(biāo)識，1為指針。

對于JavaScript而言，最初的垃圾回收機(jī)制，是基于引用計(jì)次來做的。后來升級為標(biāo)記清除。

引用計(jì)次

當(dāng)對象被引用次數(shù)為0時(shí)，就被回收。潛在的一個(gè)問題是：循環(huán)引用時(shí)，兩個(gè)對象都至少被引用了一次，將不能自動(dòng)被回收。所以導(dǎo)致，我們常講的內(nèi)存泄露。

// 引用計(jì)次
var a = {t: 1}; // 對象 `{t: 1}` （以下簡稱obj）被引用一次
var b = a; // obj 被引用兩次
a = null; // obj 現(xiàn)在為1次
b = null; // obj 現(xiàn)在為0次，可回收

// 循環(huán)引用
function fn() {
    var a = {};
    var b = {};
    a.b = b;
    b.a = a;
}

fn();
標(biāo)記清除

這是當(dāng)前主流的GC算法，V8里面就是用這種。當(dāng)對象，無法從根對象沿著引用遍歷到，即不可達(dá)（unreachable），進(jìn)行清除。對于上面的例子，fn() 里面的 a 和 b 在函數(shù)執(zhí)行完畢后，就不能通過外面的上下文進(jìn)行訪問了，所以就可以清除了。

下面，我們簡述下V8的GC機(jī)制：

V8的GC機(jī)制

在大部分的應(yīng)用場景：一個(gè)新創(chuàng)建的對象，生命周期通常很短。所以，V8里面，GC處理分為兩大類：新生代和老生代。

新生代的堆空間為1M~8M，而且被平分成兩份（to-space和from-space），通常一個(gè)新創(chuàng)建的對象，內(nèi)存被分配在新生代。當(dāng)to-space滿的時(shí)候，to-space和form-space交換位置（此時(shí)，to空，from滿），并執(zhí)行GC.如果一個(gè)對象被斷定為，未被引用，就清除；有被引用，逃逸次數(shù)+1（如果此時(shí)逃逸次數(shù)為2，就移入老生代，否則移入to-space）。

老生代的堆空間大，GC不適合像新生代那樣，用平分成兩個(gè)space這種空間換時(shí)間的方式。老生代的垃圾回收，分兩個(gè)階段：標(biāo)記、清理（有Sweeping和Compacting這兩種方式）。

標(biāo)記，采用3色標(biāo)記：黑、白、灰。步驟如下：

GC開始，所以對象標(biāo)記為白色。

根對象標(biāo)記為黑色，并開始遍歷其子節(jié)點(diǎn)（引用的對象）。

當(dāng)前被遍歷的節(jié)點(diǎn)，標(biāo)記為灰色，被放入一個(gè)叫 marking bitmap 的棧。在棧中，把當(dāng)前被遍歷的節(jié)點(diǎn)，標(biāo)記為黑色，并出棧，同時(shí)，把它的子節(jié)點(diǎn)（如果有的話）標(biāo)記為灰色，并壓入棧。（大對象比較特殊，這里不展開）

當(dāng)所有對象被遍歷完后，就只剩下黑和白。通過Sweeping或Compacting的方式，清理掉白色，完成GC。

小補(bǔ)充：JavaScript的根對象

GC的時(shí)候，從根對象開始遍歷。在瀏覽器，根對象是 window；在 Node.js 中，是 global（或稱為root）.

Node.js中，每個(gè)文件被當(dāng)做一個(gè)模塊，所以，當(dāng)你用 var/let/const 在文件的全局，聲明變量的時(shí)候，作用域是當(dāng)前文件（模塊）。因此，圖中 root.a 是 undefined.

Links:

Memory Management

What is the root object in Node.js

解讀 V8 GC Log（一）: Node.js 應(yīng)用背景與 GC 基礎(chǔ)知識

解讀 V8 GC Log（二）: 堆內(nèi)外內(nèi)存的劃分與 GC 算法

A tour of V8: Garbage Collection

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