V8 引擎是如何给 JS"打扫房间"的？

JS 语言不像 C/C++, 让程序员自己去开辟或者释放内存，而是类似Java，采用自己的一套垃圾回收算法进行自动的内存管理。今天就从内存结构说起，一步步聊聊 V8 的垃圾回收机制。

先搞懂JS 的内存都存在哪里？

JS 的内存存储分两块：栈（Stack） 和堆（Heap） ，就像家里的 "鞋柜" 和 "储物间"------ 常用的小东西放鞋柜，大件杂物放储物间。

栈

栈是一块连续的内存空间，就像排队的抽屉，每个抽屉大小固定。它主要存两种东西：

基本类型值（Number、String、Boolean 等），比如let age = 25，age和 25 都存在栈里；
引用类型的地址（指针），比如let user = {name: '张三'}，user这个变量名存在栈里，而{name: '张三'}这个对象存在堆里，栈里的user只存了指向堆中对象的地址。
闭包是存储在堆内存中的

栈的回收特别简单：函数执行时会创建 "执行上下文"，压入栈顶；函数执行完，执行上下文弹出，栈顶的内存会被自动回收。这个过程由 JS 引擎自动完成，靠的是ESP 指针（栈指针）的移动：函数执行时 ESP 上移，执行完 ESP 下移，原来的栈空间就成了 "可回收区域"。

堆

堆是一块不连续的内存空间，大小不固定，就像开放式储物间，专门存引用类型（对象、数组、函数等）。比如创建一个{name: '张三', age: 25}对象，它的键值对全存在堆里；数组[1, 2, 3]的元素也存在堆里。

堆的麻烦在于：对象不会像栈里的变量那样 "用完就走"。比如全局对象window.appData = { ... }，只要页面不刷新，它就一直占着堆内存；再比如闭包中被引用的对象，即使函数执行完，只要还被引用，就不会被回收。这些不再被引用的对象，就是堆里的 "垃圾"------ 如果不及时清理，堆内存会被越占越多，最终导致页面卡顿甚至崩溃。

V8 的内存结构

V8 引擎把堆内存又细分了两块：

新生代内存：临时货架，存存活时间短的对象（比如函数里的局部对象、循环中创建的临时变量）。64 位系统下约 32MB，32 位系统约 16MB，空间不大但回收频繁。
老生代内存：长期储物柜，存存活时间长的对象（比如全局变量、被多次回收仍存在的对象）。64 位系统下最大约 1.4GB，32 位系统约 0.7GB，空间大但回收频率低。

这就是 V8 的 "分代回收" 思路：不同生命周期的对象，用不同的方式回收，效率更高。

栈内存的回收

栈的回收几乎不用我们操心，全靠 JS 引擎的 "执行上下文管理"。举个例子：

js 复制代码

function add(a, b) {
  let sum = a + b; // sum存在栈里
  return sum;
}

let result = add(1, 2); // add执行时，上下文入栈；执行完，上下文出栈

调用add(1, 2)时，JS 引擎会创建一个执行上下文，压入栈顶，里面包含a=1、b=2、sum=3这些变量。
函数返回后，执行上下文从栈顶弹出，ESP 指针下移到上一个上下文（全局上下文）。此时a、b、sum占用的栈空间就成了 "无效区域"，下次有新函数调用时，直接覆盖这些空间就行 ------ 不用专门 "清理"，相当于自动回收。

这种回收方式效率极高，几乎不消耗额外性能，所以栈内存很少出问题。

新生代内存的回收

新生代存的都是 "短命对象"，比如循环里创建的临时对象：

js 复制代码

for (let i = 0; i < 1000; i++) {
  const temp = { id: i }; // 每次循环创建的temp对象，用完就成垃圾
  console.log(temp.id);
}

这些对象的回收，V8 用的是Scavenge 算法，核心是 "复制存活对象，清空剩余空间"。具体步骤可以脑补成这样：

新生代内存被分成两块等大的空间，一块叫 "From 空间"（正在用），一块叫 "To 空间"（闲置），就像两个并排的抽屉，每次只用一个。

当 From 空间快满时，触发回收：遍历 From 空间，把所有还在被引用的 "存活对象"，按顺序复制到 To 空间。
复制完后，直接清空 From 空间（把旧抽屉里的垃圾全扔了），然后交换 From 和 To 的角色 ------ 下次用新的 From（原来的 To），闲置新的 To（原来的 From）。

为什么要这么折腾？主要是为了避免 "内存碎片"。如果直接删除垃圾，存活对象可能零散分布在内存中，就像抽屉里的杂物东一个西一个，下次想放个大点的对象（比如一个长数组），可能找不到连续的空间。

而复制到 To 空间时按顺序排列，存活对象会挤在一起，剩下的空间是一整块连续区域，下次分配新对象就很方便。

当然，这种方式也有代价：新生代内存实际只能用一半（总有一个空间闲置）。但好在新生代对象存活时间短，复制成本低，总体算下来比标记清除快得多。

老生代内存的回收

当新生代的对象 "活过" 多次回收（比如被全局变量引用，或者在闭包里被长期持有），就会被 "晋升" 到老生代。晋升的条件有两个

已经经历过一次 Scavenge 回收。
To（闲置）空间的内存占用超过25%。

老生代的对象要么体积大，要么存活久，用 Scavenge 算法复制太费时间，所以 V8 换了套思路：标记 - 清除 +标记 - 整理。

第一步：标记 - 清除

标记阶段 ：从全局对象（比如window）开始，遍历所有能访问到的对象，给它们贴个 "有用" 的标签（可达性分析）。
清除阶段：遍历完后，没贴标签的对象就是 "垃圾"，直接释放它们的内存。

这种方式解决了引用计数法的 "循环引用" 问题。比如两个对象互相引用，但都不再被全局访问，标记阶段它们不会被标记，清除阶段会被回收 ------ 而引用计数法会因为它们互相引用，计数不为 0，永远不回收，导致内存泄漏。

第二步：标记 - 整理

标记 - 清除后，堆内存会像被挖过的地一样坑坑洼洼：存活对象零散分布，中间夹杂着被回收的空白区域（内存碎片）。下次想分配一个大对象，可能找不到连续的空间，明明总内存够，却分配失败。

所以 V8 会紧接着做 "标记 - 整理"：把所有存活对象往内存的一端 "挤"，让空白区域集中到另一端，形成一整块连续的空闲内存。就像把衣柜里的衣服都推到左边，右边留出一大块空地放新衣服。

老生代的"增量标记"

JS 是单线程的，一旦开始垃圾回收，JS 代码就会暂停（称为 "Stop-The-World"）。如果老生代内存很大，一次完整的标记 - 清除可能要卡 1 秒以上 ------ 用户点按钮没反应，页面像死机了一样。

为了解决这个问题，V8 用了增量标记：把原本一口气完成的标记阶段，拆成一小块一小块，穿插在 JS 代码执行间隙。比如标记 10ms，就让 JS 执行 20ms，再标记 10ms... ，如果循环，直到标记阶段完成才进入内存碎片的整理上面来，不耽误JS代码的正常执行。

这样一来，单次垃圾回收的阻塞时间从几百毫秒降到几十毫秒，用户几乎感觉不到卡顿。数据显示，增量标记能把垃圾回收的阻塞时间减少到原来的 1/6，对大型应用来说太重要了。

最后

搞懂 V8 的回收机制后，我总结了几个对开发有用的点：

少创建临时对象 ：循环、频繁调用的函数里，尽量复用对象（比如把const obj = { ... }提到循环外），减少新生代回收压力。
及时解除引用 ：不用的全局变量、定时器、事件监听，记得设为null，让对象失去引用，被及时回收。
小心闭包陷阱 ：闭包会让内部对象被长期引用，比如function create() { const data = bigObject; return () => data; }，data会一直存在老生代，不用时要手动解除引用。

希望本文对你了解V8的垃圾回收机制有帮助~

V8 引擎是如何给 JS"打扫房间"的 ？