v8垃圾回收机制

新生代和老生代

V8把堆内存区域分为新生代和老生代两个区域,新生代中存放的是生存时间短的对象,老生代中存放的是生存时间久的对象。新生代内存容量小,老生代内容容量大得多。新生代主要使用副垃圾回收器进行回收,老生代主要是用主垃圾回收器进行回收。

垃圾回收器共有的执行流程

  1. 标记对象:标记空间中的活动对象和非活动对象。活动对象是还在使用的对象,非活动对象是可以进行垃圾回收的对象
  2. 回收内存:回收非活动对象所占据的内存。所有标记完成之后,统一清理内存中所有被标记为可回收的对象。
  3. 内存整理:频繁回收对象后,内存中存在大量不连续的空间(内存碎片)。整理内存碎片,使内存空间连续。

副垃圾回收器

新生代使用Scavenge算法:把新生代空间对半分成两个区域,一半是对象区域,一半是空闲区域。新加入的对象都会存放到对象区域,当对象快被写满时,就需要执行一次垃圾清理操作。

  1. 标记活动对象和非活动对象
  2. 复制活动对象到空闲区,同时排列活动对象
  3. 调换对象区和空闲区

1.原来的空闲区,按序存放活动对象后,作为新的对象区;

2.原来的对象区,包含了活动对象和非活动对象(快满状态),清除所有对象后作为新的空闲区。

调换区域能让新生代的对象区和空闲区无限重复使用下去

复制操作需要时间成本,如果新生代区域空间设置过大,每次清理时间就会过久,所以为了执行效率,一般新生代空间设置得比较小。

新生代空间小,很容易被存活的对象装满。JS采用了对象晋升策略:经过两轮垃圾回收依然存活的对象,会被移动到老生代区域。

主垃圾回收器

主垃圾回收器主要负责老生区中的垃圾回收。除了新生代中晋升的对象,一些大的对象会直接被分配到老生区。所以老生区中的对象的特点:1. 对象占用空间大; 2. 对象存活时间长

基于这两个特点,老生区不能采用新生区分区复制的方式

  1. 存活时间长的对象,多次复制后该对象都在,做无用功
  2. 占用空间大的对象,复制耗时
  3. 对半分区域,浪费空间

1)标记-清除算法

主垃圾回收器采用标记-清除算法。标记阶段是从一组根元素开始,递归遍历这组根元素,能到达的元素称为活动对象,不能到达的元素判断为垃圾数据。清除阶段是直接把标记为垃圾的对象清除掉,这样就会导致产生大量不连续的内存碎片。

2)标记-整理算法

为了解决内存碎片问题,产生了【标记-整理】算法,先标记,再让所有活动对象移向一边,再直接清理掉边界外的内存。

3)增量标记算法

JavaScript是运行在主线程之上的,一旦执行垃圾回收算法,需要将正在执行的JavaScript脚本暂停下来,待垃圾回收完毕再恢复脚本执行,这样的方式叫全停顿(Stop-The-World)

为了降低老生代的垃圾回收而造成的卡顿,V8将标记过程分为一个个的子标记过程,同时让垃圾回收标记和JS应用逻辑交替进行,直到标记阶段完成,这个算法叫增量标记。

新老生代对比总结

**** 新生代 老生代****
对象生存时间 对象生存时间短 对象生存时间长
容量 容量小(1-8M) 容量大
垃圾回收器 副垃圾回收器 主垃圾回收器
内存碎片 不产生内存碎片 产生内存碎片
对象 新加入的对象 新生代晋升的对象、大对象
垃圾回收频率 回收频繁 回收不频繁
算法 scavenge算法 标记-清除(产生垃圾碎片)标记-整理(Mark-Compact)增量标记(Incremental Marking)
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