一、前言

应用程序在运行过程中需要占用一定的内存空间，并且在运行完后可以将不再用到的内存释放掉

否则会导致：一方面会影响到程序的运行速度，另一方面如果严重的话会导致整个程序的崩溃

1.1 GC机制

部分语言（如C语言）需要手动释放内存，但是相对麻烦，所以很多语言就提供自动内存管理机制，称为“垃圾回收机制”，JavaScript 也提供了垃圾回收机制（Garbage Collecation），简称GC机制

JavaScript 的垃圾回收机制是自动管理内存的一种方式，可以帮助开发者避免常见的内存泄漏问题。

1.2 全停顿（Stop The World）

所谓全停顿：垃圾回收算法在执行前，需要将应用逻辑暂停，执行完垃圾回收后再执行应用逻辑，这种行为称为全停顿（Stop The World）

例如，一次GC需要50ms，应用逻辑就会去暂停50ms；是为了解决应用逻辑与垃圾回收机制看到的情况不一样的问题

举例来说：我们在吃自助的时候，将想要的食材取回来的时候，发现餐具被服务员收走了。

这里，服务员就好比垃圾回收器，餐具就是我们的应用逻辑。在我们自己看来，只是将餐具临时放在餐桌上，单服务员看来，我们已经不再使用这些餐具，就收拾走了。我们与服务员对用一个事物看到了是不一样的情况。导致服务员做了与我们预期不一样的事情。

所以，为了避免应用逻辑与垃圾回收器看到的情况不一致，垃圾回收算法在执行时候，需要停止应用逻辑。

二、JavaScript 中的垃圾回收

2.1 引用计数-早期浏览器常用

JS引擎中会有一长“引用表“，保存内存里面所有资源（通常为各种值）的引用次数。如果一个值的引用次数为0，就表示这个值不再使用了，因此就可以将这块内存释放掉。

const use1 = {name: '小张'}
const use2 = {name: '小王'}
const use1 = {name: '小李'}

const userList = [use1.name, use2.name, use3.name]

上述代码，当执行完一遍后，use1、use2、use3都被userList引用了，所以它们的引用计数不为零，不会被回收

引用计数算法优点

1.引用计数为零时，发现垃圾立即回收

2.最大限度减少程序暂停

引用计数算法缺点

1.开销比较大：需要我们单独拿出一片空间来维护每个变量的引用计数，对于比较大的程序，空间开销很大

2.循环引用

function objGroup(obj1, obj2) {
    obj1.a = obj2
    obj2.b = obj1
    
    return {
        o1: obj1,
        o2: obj2
    }
}
let obj = objGroup({name: 'obj1'}, {name: 'obj2'})
console.log(obj, 111)

上述代码，obj1和obj2通过各自的属性相互引用，所以引用计数都不是零，都不会被垃圾回收机制回收，造成内存浪费

2.2 标记清除（Mark-and-Sweep）

核心思想：标记和清除两个阶段完成

当变量进入环境（例如，函数中声明一个变量）时，变量被标记为“在使用”，而当变量离开环境时，如果没有其他引用指向它，垃圾收集器会在未来的某个时间收集它并释放所占用的内存。

核心思想：标记和清除两个阶段完成

1.标记阶段：垃圾收集器会遍历所有可访问的对象，并标记他们

2.清除阶段：垃圾收集器会遍历整个内存空间，将所有未标记的对象当作垃圾收集起来

2.2.1 标记清除算法优点

对比引用计数算法，最大的优点是能够回收循环引用对象，也是v8引擎使用最多的算法

是一种分布式算法，标记阶段不会进行回收，从而不会打断正常的执行流程

此外，可以有效的处理循环数据结构，因为每个对象只会被标记一次，而后续的清除操作会重复使用标记信息

2.2.2 标记清除算法缺点

1.两个阶段的开销导致效率不高

2.标记和清除的过程中会产生大量不连续的内存碎片，可能导致后续过程无法分配足够大的内存空间

2.3 标记整理（Mark-Compact）

可以看作是标记清除的增强。标记阶段的操作和标记清除一致

清除阶段会先执行整理，移动对象位置，将存活的对象移动到一边，再清除端边界外的内存

2.3.1 标记整理的优点

解决内存碎片的问题，提高内存的利用

2.3.2 标记整理的优点

移动对象位置，不立即回收对象，回收的效率会慢

2.4 增量垃圾收集（Incremental Marking）

为了减少全停顿时间，v8对标记进行了优化，将一次停顿进行的标记过程，分成了很多小步。每执行完一小步就让应用逻辑执行一会，这样交替完成标记

长时间的 GC，会导致应用暂停或无响应，最终导致糟糕的用户体验。2011年起，v8就将「全暂停」标记换成了增量标记。改进后，最大停顿时间减少到原来的1/6

2.4.1 增量垃圾收集优点

节省内存、提高新能

2.4.2 增量垃圾收集缺点

重要缺点是会增加数据的复杂性，使数据变得不透明。可能会使化，因为处理器需要理解这些额外的标记

还可能会破坏数据的不变性，因为一旦标记了数据，很难再去除这些标记而不影响数据本身

一般会尽量避免使用增量标记，或者尽可能使用透明的数据结构和操作来处理数据。

JS 垃圾回收机制（Garbage Collecation）