V8垃圾回收

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V8垃圾回收

1.js中的垃圾收集

JS使用自动内存管理,被称为垃圾回收机制

优点:可以简化开发,节省代码

缺点:无法完整的掌握内存的分配与回收具体过程

1.1.带来的问题

对于持续运行的服务进程Node程序,必须及时释放不再用到的内存。否则,内存占用越来越高,轻则影响系统性能,重则导致进程崩溃;如果不在用到的内存没有及时释放,会出现内存泄露

1.2.V8内存管理

1.2.1.V8内存限制
  • 在64位操作系统可以使用1.4G内存
  • 在32位操作系统可以使用0.7G内存
1.2.2.V8内存管理
  • JS对象都是通过V8进行分配管理内存的
  • process.memeoryUsage返回一个对象,包含了Node进程的内存占用信息
    • rss(resident set size):所有内存占用,包括指令区和堆栈
    • heapTotal:占用的内存,包括用到的和没用到的
    • heapUsed:用到的堆的部分,判断内存泄漏,以heapUsed字段为准
    • external:V8引擎内部的C++对象占用的内存
1.2.3.为何限制内存大小
  • 因为v8的垃圾收集工作原理导致的,1.4G内存完全一次垃圾收集需要1秒以上
  • 这个暂停时间成为Stop The World,在这个期间,应用的性能和响应能力都会下降
1.2.4.如何打开内存限制
  • 一旦初始化成功,生效后不能再修改
  • -max-new-space-size,最大new space大小,执行scavenge回收,默认16M,单位KB
  • -max-old-space-size最大old space大小,执行markSweep回收,默认1G,单位MB

2.V8垃圾回收机制

  • V8是基于分代垃圾回收
  • 不同代垃圾回收机制也不一样
  • 按存活的时间分为新生代和老生代

2.1.分代

  • 年龄小的是新生代,由From区域和To区域两个区域组成
    • 在64位系统里,新生代内存32M,From区域和To区域各占用16M
    • 在32位系统里,新生代内存16M,From区域和To区域各占用8M
  • 年龄大的是老生代,默认情况下,
    • 64位系统下老生代内存1400M
    • 32位系统下老生代内存700M

2.2.引用计数

  • 语言引擎有一张引用表,保存了内存里面所用的资源引用次数
  • 如果一个值的引用次数是0,就表示这个值不再用到了,因此可以将这块内存释放

2.3.新生代垃圾回收

  • 新生代区域一分为二,每个16M,一个使用,一个空闲
  • 开始垃圾回收的时候,会检查FROM区域中的存活对象,如果还活着,拷贝到TO区域,完成后释放空间
  • 完成后FROM和TO交换
  • 新生代扫描的时候是一种广度优先的扫描策略
  • 新生代空间小,存活对象少
  • 当一个对象经历过多次的垃圾回收依然存活的时候,生存周期比较长的对象会被移动到老生代,这个移动过程称为晋升
    • 经过5次以上的回收还存在
    • TO的空间使用占比超过25%,或者超大对象

2.4.老生代

  • mark-sweep(标记清除),mark-compact(标记整理)
  • 老生代空间大,大部分都是活着的对象,GC耗时比较长
  • 在GC期间无法响应,STOP-THE-WORLD
  • V8有一个优化方案,增量处理,把一个大暂停换成多个小暂停INCREMENTAL_GC
2.4.1.mark-sweep标记清除
  • 标记活着的对象,随后清除在标记阶段没有标记的对象,只清理死亡对象
  • 问题在于清除后会出现内存不连续的情况,这种内存碎片会对后续的内存分配产生影响
  • 如果分配一个大对象,碎片空间无法分配
2.4.2.mark-compact标记整理
  • 标记死亡后会对对象进行整理,活着的对象向左移动,移动完成后直接清理掉边界外的内存
2.4.3.incremental marking增量标记
  • 增量标记就是把一口气的停顿拆分成了多个小步骤,做完一步程序运行一会儿,垃圾回收和应用程序运行交替进行,停顿时间可以减少到1/6左右,包括垃圾回收的占用时间
2.4.4.对比

Mark-compact需要移动对象,执行速度不快,v8主要用mark-sweep,空间不足以对从新生代升级过来的对象时才会用mark-compact

回收算法Mark-SweepMark-CompactScavenge
速度中等最慢最快
空间开销双倍空间(无碎片)
是否移动对象