GC 垃圾回收机制

本文为文章《「硬核JS」你真的了解垃圾回收机制吗？》学习笔记，在阅读前强烈建议阅读此文章。

什么是GC？

GC 即 Garbage Collection，程序在工作过程中会产生很多垃圾，这些垃圾是程序不再使用的空间。GC的作用就是负责回收这些空间。

垃圾是如何产生的？

0. 内存分配：当执行JavaScript代码时，V8引擎会在内存中为各种对象（如数组、字符串、对象字面量等）分配空间。
1. 垃圾产生：在JavaScript程序中，变量和对象的引用关系会随着程序的执行而不断变化。当某个对象不再被任何变量或对象引用时，它所占用的内存空间就变成了“垃圾”。

如何找出垃圾？

目前，主流的垃圾回收算法包括两种：

0. 标记清除算法（Mark-and-Sweep）：

   • 标记阶段：从根集合（如全局对象）开始，遍历所有可达的对象，并标记它们为“已引用”。
   • 清除阶段：遍历堆中的所有对象，将未被标记为“已引用”的对象视为垃圾，并回收它们所占用的内存。

1. 引用计数算法（Reference Counting）：

   • 每个对象维护一个引用计数器，每当有一个新的引用指向它时，计数器加1；每当一个引用离开作用域或被设置为null时，计数器减1。
   • 当对象的引用计数器为0时，表示没有任何引用指向它，因此可以安全地回收其内存。

   注意：虽然引用计数算法实现简单，但它存在循环引用的问题，即两个对象相互引用，但不再被外部引用，导致它们无法被回收。因此，现代JavaScript引擎（如V8）主要采用标记清除算法。

如何清除垃圾？

V8引擎将堆内存分为两个主要区域：新生代（Young Generation）和老生代（Old Generation）。

0. 新生代：

   • 主要存放生命周期较短的对象。
   • 分为两个半区（From Space和To Space），使用Scavenge算法进行垃圾回收。当From Space满时，会进行垃圾回收，存活的对象会被复制到To Space，并交换From Space和To Space的角色。

1. 老生代：

   • 主要存放生命周期较长的对象。
   • 使用标记清除算法或标记整理算法（Mark-Compact）进行垃圾回收。当老生代内存占用达到一定阈值时，会触发垃圾回收。

总结

在V8引擎中，垃圾清除的具体过程依赖于对象的存放区域：

• 新生代：通过Scavenge算法，将存活的对象复制到另一个半区，并清理原半区的垃圾。
• 老生代：使用标记清除或标记整理算法，标记所有可达对象，并清除或整理未被标记的对象所占用的内存。