1. 初识回收机制

代码执行完成后，变量不再被使用，这些变量如果没有被及时回收，易造成内存占用过满，无法为新的变量分配内存，从而发生内存泄漏。

回收机制需要解决的点：

（1）回收不再使用的变量
（2）引用环的变量如何判断是否是不再使用的变量
（3）如何将碎片化内存转化成大块的内存，供分配大变量

2. 常见的回收机制

如JVM、PHP引擎等内存回收会用到以下的一些回收机制

（1）引用计数器：当该对象被其他对象使用一次，计数器加1，反之不被引用时，计数器减1，当计数器为0，表示不被使用，该变量可以被回收。

优点：计算简单、效率高

缺点：存在引用环的时候，无法判断变量是否可以被回收
（2）标记-清除算法：分为标记阶段和清除阶段，标记阶段从根节点出发，根据引用关系链，在链上面的变量被认为是在使用的，不再链上面的变量被认为可以回收。清除阶段将不再引用链上面的变量清除

优点：计算简单、效率高；可以解决找到不被使用的引用闭环，并被回收

缺点：
- 垃圾回收过程中的停顿：标记-清除算法会暂停程序的执行，进行垃圾回收操作。当堆中对象较多时，可能会导致明显的停顿，影响用户体验。
- 内存碎片化：标记-清除算法会在回收过程中产生大量的不连续的、碎片化的内存空间。这可能导致后续的内存分配难以找到足够大的连续内存块，从而使得内存的利用率降低。
（3）标记-整理（或标记-整理-清除）：可以看作是标记-清除的增强版本，他在标记阶段的操作和标记清除一致，但是清除阶段之前会先执行整理，移动对象位置，对内存空间进行压缩，目的是为将碎片化内存合并成更大的内存

优点：解决了上述内存碎片化的问题

缺点：垃圾回收过程中的停顿问题依旧存在

2. V8回收机制

V8是开源的js执行引擎，主要用于浏览器和node.js。由google团队开发，被用于google chrome浏览器，V8采用即时编译技术，负责将js代码转化成机器码，供计算机直接执行，提升js执行速度。

在Chrome中，v8被限制了内存的使用（64位约1.4G/1464MB ， 32位约0.7G/732MB），为什么要限制呢？

表层原因是，V8最初为浏览器而设计，不太可能遇到用大量内存的场景
深层原因是，V8的垃圾回收机制的限制（如果清理大量的内存垃圾是很耗时间，这样回引起JavaScript线程暂停执行的时间，那么性能和应用直线下降）

在JavaScript中，其实绝大多数的对象存活周期都很短，大部分在经过一次的垃圾回收之后，内存就会被释放掉，而少部分的对象存活周期将会很长，一直是活跃的对象，不需要被回收。为了提高回收效率，V8 将堆分为两类新生代和老生代，新生代中存放的是生存时间短的对象，老生代中存放的生存时间久的对象。

新生区通常只支持 1～8M 的容量，而老生区支持的容量就大很多了。对于这两块区域，V8 分别使用两个不同的垃圾回收器，以便更高效地实施垃圾回收。

副垃圾（新生代）回收器 - Scavenge：主要负责新生代的垃圾回收。
主垃圾（老生代）回收器 - Mark-Sweep（标记-清除） & Mark-Compact（标记-整理）：主要负责老生代的垃圾回收。

此策略中，将堆内存中的区域划分成两大块，一个叫新生代（Young Generation），一个叫老年代（Young Generation）两个区域，在新生代中每次垃圾收集时都发现有大量对象死去，然后每次回收后存活的少量对象逐步晋升到老年代中存放。

用完就能丢弃（使用周期短）的对象就放在新生代中，长时间使用的对象就放在老年代中。这样就可以根据生命周期的不同特点使用不同的垃圾回收策略，老年代的垃圾回收很久才一次，新生代就会经常进行垃圾回收。

2.1 新生代回收算法：Scavenge算法

Scavenge算法具体也用到了Mark-Sweep（标记-清除） & Mark-Compact（标记-整理）算法。看上图V8堆空间的管理，新建的对象会被分配到新生区的对象区，当对象区分配满了之后，则会进行一次垃圾回收，由此来看，新生区垃圾回收的频率跟对象区的大小有关（注意:对象区和空闲区均是新生区的1/2大小）。回收的过程如下：

（1）标记阶段：利用上述的“标记-清除”或“标记-整理”方法中的标记方式，找到所有被引用的变量，这里称“活跃对象”

（2）复制阶段（个人认为可理解为“整理阶段”）：类似于“标记-整理”方法，用于将在使用的内存都整理成连续的内存，减少碎片内存，方便后续的内存分配。具体是通过将对象区的活动对象一一复制到空闲区（并且排序），从而空闲区中占用了连续的内存空间

（3）清除阶段：这时候“对象区“的内存可以释放掉（4）空间交换：对象区和空闲区的内存空间进行交换后，这时候对象区中的活动对象占用分配的内存都是连续的，剩下的可分配内存也是连续的。

优缺点：

优点：算法简单
缺点：新生代回收算法，在回收阶段（含清除、空间交换）是依次在复制阶段之后的，因此可以认为是串行的，也就是说回收会存在“停顿”，同时进入回收过程（4个阶段）的时候，与JS执行是互斥的，JS执行会“停顿”，综合以上2点，性能相对差，但由于新生代的变量都是小变量、内存空间小，因此影响并不明显。

2.2 老生代回收算法：Mark-Sweep & Mark-Compact算法

上面讲到新生代中每次垃圾收集时都发现有大量对象回收，然后每次回收后会有部分对象逐步晋升到老年代中存放，这里的晋升机制是：

（1）内存占用达到阈值：当对象的内存占用大于一定的比例（一般是25%-50%），该变量自动存放到老生区，并从新生区移除（若已存在于新生区）

（2）年龄达到阈值：当对象长时间占用新生区（也就是回收多次后仍存在，一般5次），该变量自动存放到老生区，并从新生区移除

介于新生代的停顿问题，由于老生代的变量大、内存空间大，回收时间长，因此若采用与新生代一样的算法，停顿问题将放大（成为严重性能瓶颈），因此老生代会配合并行、增量、并发机制结合标记-清除&标记-整理算法进行回收。

2.2.1 并行&增量回收

并行机制就不多说了，就是利用多线程的机制，辅助线程并行执行的任务GC（回收）。增量回收，可以理解为任务JS（执行JS&分配内存）与任务GC（回收）交替执行，这样卡顿（阻塞）就能很大程度的缓解。

2.2.2 并发回收

对于增量回收，主线程在执行JS任务，辅助线程在后台完成GC任务时，可能会同时更改或使用同一个变量，这就需要使用类似“锁机制”来保证数据的完整性和可靠性，这种机制属于“并发机制”的范畴。

并行垃圾回收和增量垃圾回收依然会阻塞主线程，并发回收就可以解决这个问题。并行回收，将GC任务颗粒度细化成更小的任务，如整理、标记，则并发性更高。

并行和并发的区别：（1）并行是多个任务同时执行（2）并发是多个任务之间存在资源竞争（如这里的对内存变量的读写），需要用锁机制

2.2.3 Mark-Sweep（标记-清除） & Mark-Compact（标记-整理）算法

这里主要列出V8老回收区的回收机制中采用的一些特殊的机制，用来提升性能的。

新标记算法（三色标记法）

在没有采用增量算法之前，老生代的垃圾回收是采用标记清理算法和标记整理算法，单纯使用黑色和白色来标记数据，在一次执行完整的标记前，垃圾回收会将所有数据设置为白色，然后从根开始深度遍历，将所有能访问到的数据标记为黑色，标记为黑色的数据对象就是活动对象，剩余的白色数据对象也就是待清理的垃圾对象。

增加灰色的标记，是方便在下一次增量GC任务开始的时候，快速找到需要回收的变量，具体说明参考：juejin.cn/post/727414…

惰性清理

采用这种延迟清理的原因是因为在增量标记之后，要进行清理非活动对象的时候，垃圾回收器发现了其实就算是不清理，剩余的空间也足以让JS代码跑起来，所以就延迟了清理，让JS代码先执行，或者只清理部分垃圾，而不清理全部。

3. 总结

关于回收机制，主要掌握“标记-清除”和“标记-整理”方法，回收的过程万变不离其宗：

（1）找到可以回收的变量，定期回收（2）回收前进行整理，有效整合碎片化内存（3）内存回收

并行、并发、增量都是常用的“多线程”或“多进程”性能提升的机制，了解即可。

V8垃圾回收机制