v8垃圾回收

笔记 / 2023-08-31 / 原文

V8引擎的垃圾回收

为什么需要垃圾回收

我们知道，在V8引擎逐行执行JavaScript代码的过程中，当遇到函数的情况时，会为其创建一个函数执行上下文(Context)环境并添加到调用堆栈的栈顶，函数的作用域(handleScope)中包含了该函数中声明的所有变量，当该函数执行完毕后，对应的执行上下文从栈顶弹出，函数的作用域会随之销毁，其包含的所有变量也会统一释放并被自动回收。试想如果在这个作用域被销毁的过程中，其中的变量不被回收，即持久占用内存，那么必然会导致内存暴增，从而引发内存泄漏导致程序的性能直线下降甚至崩溃，因此内存在使用完毕之后理当归还给操作系统以保证内存的重复利用。

回收策略

基于分代式回收机制,根据对象的存活时间将内存的垃圾回收进行不同的分代，然后对不同的分代采用不同的垃圾回收算法。
V8引擎的堆结构组成中，回收过程主要出现在新生代和老生代。
- 新生代(new_space)：
  - 区域小但是垃圾回收频繁，该区域分为两半，一半用来分配内存，另一半用来在垃圾回收时将需要保留的对象复制过来。
  - 在V8引擎的内存结构中，新生代主要用于存放存活时间较短的对象。新生代内存是由两个semispace(半空间)构成的，内存最大值在64位系统和32位系统上分别为32MB和16MB，在新生代的垃圾回收过程中主要采用了Scavenge算法。
  - 在Scavenge算法的具体实现中，主要采用了Cheney算法，它将新生代内存一分为二，每一个部分的空间称为semispace，也就是我们在上图中看见的new_space中划分的两个区域，其中处于激活状态的区域我们称为From空间，未激活(inactive new space)的区域我们称为To空间。这两个空间中，始终只有一个处于使用状态，另一个处于闲置状态。我们的程序中声明的对象首先会被分配到From空间，当进行垃圾回收时，如果From空间中尚有存活对象，则会被复制到To空间进行保存，非存活的对象会被自动回收。当复制完成后，From空间和To空间完成一次角色互换，To空间会变为新的From空间，原来的From空间则变为To空间。
- 老生代(old_space)：
  - 新生代中的对象在存活一段时间后就会被转移到老生代内存区，相对于新生代该内存区域的垃圾回收频率较低。老生代又分为老生代指针区和老生代数据区，前者包含大多数可能存在指向其他对象的指针的对象，后者只保存原始数据对象，这些对象没有指向其他对象的指针。
  - 采用新的算法Mark-Sweep(标记清除)和Mark-Compact(标记整理)来进行管理。
  - 标记清除内存空间可能会出现不连续的状态，因为我们所清理的对象的内存地址可能不是连续的，所以就会出现内存碎片的问题，导致后面如果需要分配一个大对象而空闲内存不足以分配，就会提前触发垃圾回收，而这次垃圾回收其实是没必要的，因为我们确实有很多空闲内存，只不过是不连续的。
  - Mark-Compact(标记整理)算法是解决内存碎片问题，该算法主要就是用来解决内存的碎片化问题的，回收过程中将死亡对象清除后，在整理的过程中，会将活动的对象往堆内存的一端进行移动，移动完成后再清理掉边界外的全部内存

如何避免内存泄漏

尽可能的少创建全局变量
手动清除定时器
少用闭包

清除DOM引用

const elements = {
    button: document.getElementById('button')
};

function removeButton() {
    document.body.removeChild(document.getElementById('button'));
}
调用removeButton方法来清除button元素，但是由于在elements字典中存在对button元素的引用，所以即使我们通过removeChild方法移除了button元素，它其实还是依旧存储在内存中无法得到释放，只有我们手动清除对button元素的引用才会被垃圾回收。