v8垃圾回收机制

JavaScript 一般运行在浏览器或者node环境，而二者（大部分浏览器）都是基于 V8引擎。

V8

V8 是由 Google 开发的高性能 JavaScript 和 WebAssembly 引擎，是Chrome 浏览器和 Node.js 等环境的基础。

V8其实是V后面8个字母的缩写，与 i18n k8s ob后面一串字母 一样，

V8是开发团队以V8发动机命名的

JavaScript不是机器语言，不能直接在电脑二进制跑，所以需要 V8 解析 为 AST，再编译为机器码或字节码（v8应该是机器码），才能够去执行，再优化

内存不足的时候，浏览器会卡顿白屏崩溃等（当然用户会手动刷新）影响用户体验，服务端node会性能劣化，服务中断

V8内存限制

前置知识：我们都知道用堆来存储对象等，栈来存储变量，上下文等

一般来说后端语言不会有内存限制，为什么v8 要对内存做限制了

v8一开始是作为浏览器引擎，所以默认设置堆内存大小为1.5g左右，做一次小的垃圾回收50ms以上，而做一次非增量式回收甚至需要1s以上，这期间性能和响应速度等下降，对于浏览器来说1.5g已经足够使用了。

服务端对内存有着更高要求，所以 v8 也提供了指令

可以通过查看 node --v8-options

在Node启动时，我们可以传递--max-old-space-size或者--max-new-space-size来调整内存限制大小，比如：

  • node --min-semi-space-size=1024 index.js 设置新生代内存中单个半空间的内存最小值，单位MB
  • node --max-semi-space-size=1024 index.js 设置新生代内存中单个半空间的内存最大值，单位MB
  • node --max-old-space-size=2048 index.js 设置老生代内存最大值，单位MB

上述参数在环境初始化时生效，一旦生效，就不能动态改变，只能手动调整，如果遇到内存不够的情况，可以用这个方法手动放宽限制

tips: 可以通过 console.log(process.memoryUsage()); 查看内存使用信息（单位type）

{
  rss: 33456128,
  heapTotal: 4243456,
  heapUsed: 3387608,
  external: 1356637,
  arrayBuffers: 11151
}

在memoryUsage方法返回的参数中：

  • rss 是 resident set size 的缩写，是进程的常驻内存
  • heapTotal 是已经申请到的堆内存
  • heapUsed 是当前使用的量
  • external 代表绑定到Javascript对象的 C++ 对象的内存使用情况

V8回收机制

ps: 回收算法原理和java,c++等应该是类似的

V8的回收算法是基于 分代式垃圾回收机制 ,

新生代与老生代

新生代

在分代的基础上，新生代中的对象主要通过 Scavenge 算法进行垃圾回收，具体实现中采用的是

Cheney 算法，这是一种采用复制的方式实现的垃圾回收算法，具体过程是：

  1. 先将堆内存一分为二，每个内存空间称为 semispace（半空间）
  2. 在这两个 semispace 中，只有一个处于使用中，另一个处于闲置中
  3. 处于使用状态的空间称为 From 空间，处于闲置状态的空间称为 To 空间
  4. 当我们分配对象时，先是在 From 空间中进行分配
  5. 开始进行垃圾回收时，会检查 From 空间中存活的对象
  6. 存活的被复制到 To 空间中，非存活对象占用的空间被释放
  7. 完成复制后，From 空间和 To 空间的角色发生对换

对象晋升

即新生代存活满足特定条件后升级为老生代

满足对象晋升的条件主要有以下两个：

  • 对象是否经历过一次Scavenge算法
  • To空间的内存占比是否已经超过25%
graph TD
    A[对象晋升] --> B[经历过一次Scavenge]
    A --> C[未经历过Scavenge]
    B --> D[To内存 > 25%]
    B --> E[To内存 < 25%]
    C --> F[To]
    E --> F
    D --> G[移动到老生代]

老生代 标记清除 & 标记整理

标记清除 1-3

标记整理 1-5

  1. 在标记阶段遍历堆中的所有对象
  2. 然后标记活着的对象
  3. 在清除阶段中，将未标记的对象进行清除
  4. 对内存空间进行整理，将存活对象向一端移动
  5. 移动完成后，直接清除掉边界外的内存
回收算法Mark-SweepMark-CompactScavenge
速度中等最慢最快
空间少（有碎片）少（无碎片）双倍空间（无碎片）
是否移动对象否是是

从上表中可以看到，标记清除不需要移动对象，其它两种算法需要移动对象，因此这两种算法的执行速度不如标记清除，所以在取舍上，V8主要使用Mark-Sweep（标记清除），在空间不足以对晋升的对象进行分配时才使用Mark-Compact（标记整理）。

内存泄露

为了避免内存泄露，我们看看怎么写出内存泄露的代码

闭包

闭包是 JavaScript 的重要概念，这里不多赘述

function createCounter() {
  let count = 0; // 私有变量

  return function () {
    // 返回的函数形成闭包
    count++; // 访问并修改外部函数的变量
    return count;
  };
}

const counter = createCounter();
console.log(counter()); // 输出 1
console.log(counter()); // 输出 2
console.log(counter()); // 输出 3

全局变量

var a = 6;
// window.a = 6;

b = 3;
// window.b = 3

es5（2015es6，现在基本都是es6环境了）

function a() {
  b = 6;
}
// window.b = 6;

function c() {
  this.d = 6;
}
// window.d = 6;

而全局变量都是可以访问到的，也就是不会被清除

定时器

// 在vue中
created() {
    this.id = setInterval(op, 500);
},
beforeDestroy() {
    clearInterval(this.id);
},
// 在React中
useEffect(() => {
    const id = setInterval(op, 500);
    return () => clearInterval(id);
}, []);

事件监听

// 在vue中
created() {
    document.addEventListener('click', e => op(e));
},
beforeDestroy() {
    document.removeEventListener('click', e => op(e));
},
// 在React中
useEffect(() => {
    document.addEventListener('click', e => op(e));
    return () => document.removeEventListener('click', e => op(e));
}, []);

Q: 为什么 console.log 会导致内存泄露

A: 当你使用 console.log() 打印一个对象时，浏览器的开发者工具会 保留对该对象的引用，

这使得即使在代码中没有其他引用，对象也可能不会被垃圾回收器回收，如果你打印了一个大型对象或包含循环引用的对象，控制台中的引用可能会阻止整个对象图被回收

生产环境代码中通常会移除 console.log 语句

总结

不难发现，文章很多地方与计算机系统等知识相关，基础知识可以帮助我们理解原理，有助于我们扩宽眼界，提升思维等等

# tech

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