上文我們學(xué)習(xí)了js引擎垃圾回收機(jī)制，這篇文章，我們一起來看看V8引擎垃圾回收機(jī)制，看看V8在垃圾回收方面做了哪些優(yōu)化，有哪些方面性能的提升。v8渲染引擎講解，可以參考https://mp.weixin.qq.com/s/lOznk5GdDxr9rIRRg4MpaA
V8操作場景及存在限制
在一些實際應(yīng)用場景中，V8引擎實例的生命周期不會很長，V8這套內(nèi)存管理機(jī)制，在瀏覽器的應(yīng)用場景下綽綽有余，如果不幸發(fā)生內(nèi)存泄露等問題，僅僅會影響到某個終端用戶，不會對其他用戶造成影響。且無論這個V8實例占用了多少內(nèi)存，最終在關(guān)閉頁面時內(nèi)存都會被釋放，幾乎沒有太多管理的必要（當(dāng)然并不代表一些大型Web應(yīng)用不需要管理內(nèi)存）。但在node中，卻限制了開發(fā)者隨心所欲使用內(nèi)存的想法，一旦內(nèi)存發(fā)生泄漏，久而久之整個服務(wù)將會癱瘓（服務(wù)器不會頻繁的重啟）。要知曉V8為何限制內(nèi)存容量，則需要深入了解V8在內(nèi)存上使用的策略。只有這樣才能夠更好的進(jìn)行內(nèi)存管理。
在一般的后端開發(fā)語言中，在基本的內(nèi)存使用上沒有什么限制。然而node通過js使用內(nèi)存時就會發(fā)現(xiàn)只能使用部分內(nèi)存：64位操作系統(tǒng)默認(rèn)使用1.4G，32位操作系統(tǒng)默認(rèn)使用0.7G。
在了解垃圾回收算法前，我們先來了解一個概念--“全停頓”
垃圾回收算法在執(zhí)行前，需要將應(yīng)用邏輯暫停，執(zhí)行完垃圾回收后再執(zhí)行應(yīng)用邏輯，這種行為稱為 「全停頓」（Stop The World）。例如，如果一次GC需要50ms，應(yīng)用邏輯就會暫停50ms。為什么會暫停呢？一是因為js是單線程執(zhí)行的，進(jìn)入垃圾回收后，js應(yīng)用邏輯需要暫停，以留出空間給垃圾回收算法運(yùn)行。另一方面垃圾回收其實是非常耗時間的操作，比如：以 1.5GB 的垃圾回收堆內(nèi)存為例，V8 做一次小的垃圾回收需要50ms 以上，做一次非增量式(即將所有GC的數(shù)據(jù)統(tǒng)一處理，不分區(qū)/塊概念，一次執(zhí)行)的垃圾回收甚至要 1s 以上。
V8中的堆數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可分為老生區(qū)，新生區(qū)，大對象區(qū)，map區(qū)和代碼區(qū)，
垃圾回收算法
本文主要針對新生區(qū)和老生區(qū)來對垃圾回收算法進(jìn)行解讀
1、Scavenge算法
所謂 Scavenge 算法，是把新生代空間對半劃分為兩個區(qū)域，新生區(qū)分為：一個Eden區(qū)（別名from區(qū)）和兩個survivor區(qū)（別名to區(qū)）（比例為8:1:1）
新的對象會首先被分配到 from區(qū)，當(dāng)進(jìn)行垃圾回收的時候，會先將 from 區(qū)中 存活的對象復(fù)制到 to區(qū)進(jìn)行保存，對未存活的對象的空間進(jìn)行回收。
復(fù)制完成后， from區(qū)和 to區(qū)進(jìn)行調(diào)換，to區(qū)會變成新的 from區(qū)，原來的from區(qū)則變成to區(qū)。這種算法稱之為 ”Scavenge“。
新生代內(nèi)存回收頻率很高，速度也很快，但是空間利用率很低，因為有一半的內(nèi)存空間處于"閑置"狀態(tài)。
老生代內(nèi)存回收
新生代中多次進(jìn)行回收仍然存活的對象會被轉(zhuǎn)移到空間較大的老生代內(nèi)存中，這種現(xiàn)象稱為晉升。以下兩種情況
在垃圾回收過程中，發(fā)現(xiàn)某個對象之前被清理過，那么將會晉升到老生代的內(nèi)存空間中
在 from 空間和 to 空間進(jìn)行反轉(zhuǎn)的過程中，如果 to 空間中的使用量已經(jīng)超過了 25% ，那么就將 from 中的對象直接晉升到老生代內(nèi)存空間中。
老生代占用內(nèi)存較多（64位為1.4GB，32位為700MB），老生代存活對象多，存活時間久，如果使用Scavenge算法，浪費(fèi)一半空間不說，復(fù)制如此大塊的內(nèi)存消耗時間將會相當(dāng)長。所以Scavenge算法顯然不適合。V8在老生代中的垃圾回收策略采用Mark-Sweep和Mark-Compact相結(jié)合
2、Mark-Sweep（標(biāo)記-清除）算法
老生代采用的是”標(biāo)記-清除“來回收未存活的對象。
分為標(biāo)記和清除兩個階段。標(biāo)記階段會遍歷堆中所有的對象，并對存活的對象進(jìn)行標(biāo)記，清除階段則是對未標(biāo)記的對象進(jìn)行清除。
3、標(biāo)記-整理（Mark-Compact）
標(biāo)記清除不會對內(nèi)存一分為二，所以不會浪費(fèi)空間。但是經(jīng)過標(biāo)記清除之后的內(nèi)存空間會生產(chǎn)很多不連續(xù)的碎片空間，這種不連續(xù)的碎片空間中，在遇到較大的對象時可能會由于空間不足而導(dǎo)致無法存儲。
為了解決內(nèi)存碎片的問題，需要使用另外一種算法 - 標(biāo)記-整理（Mark-Compact）。標(biāo)記整理對待未存活對象不是立即回收，而是將存活對象移動到一邊，然后直接清掉端邊界以外的內(nèi)存。
**4、增量標(biāo)記算法 --- **“全停頓”****
“全停頓” -- 參考上面解釋。為了避免垃圾回收時間過長影響其他程序的執(zhí)行，V8將標(biāo)記過程分成一個個小的子標(biāo)記過程，同時讓垃圾回收和JavaScript應(yīng)用邏輯代碼交替執(zhí)行，直到標(biāo)記階段完成。我們稱這個過程為增量標(biāo)記算法。
通俗理解，就是把垃圾回收這個大的任務(wù)分成一個個小任務(wù)，穿插在 JavaScript任務(wù)中間執(zhí)行，這個過程其實跟 React Fiber 的設(shè)計思路類似。
5、惰性清理
由于標(biāo)記完成后，所有的對象都已經(jīng)被標(biāo)記，不是死對象就是活對象，堆上多少空間格局已經(jīng)確定。我們可以不必著急釋放那些死對象所占用的空間，而延遲清理過程的執(zhí)行。垃圾回收器可以根據(jù)需要逐一清理死對象所占用的內(nèi)存頁
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V8后續(xù)還引入了增量式整理（incremental compaction），以及并行標(biāo)記和并行清理，通過并行利用多核CPU來提升垃圾回收的性能
最后盜圖一張（@夏木），來總結(jié)V8的垃圾回收機(jī)制
老規(guī)矩，留一個思考題，下一篇文章給出參考答案。
如何編寫V8友好的高性能javascript代碼？歡迎小伙伴關(guān)注并留言
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