V8 垃圾回收机制

V8 垃圾回收机制

1. 分代垃圾回收

V8 将内存分为新生代和老生代，根据对象的存活时间采用不同的回收策略。

• 新生代：存放生命周期短的对象，内存较小（64 位系统为 32MB，32 位系统为 16MB），采用 Scavenge 算法。
• 老生代：存放生命周期长或常驻内存的对象，内存较大（64 位系统为 1.4GB，32 位系统为 0.7GB），采用 Mark-Sweep 和 Mark-Compact 算法。

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2. 新生代垃圾回收：Scavenge 算法

• Cheney 算法：将新生代内存分为 From 空间 和 To 空间，新对象分配到 From 空间。当 From 空间满时，GC 会将存活对象复制到 To 空间，非存活对象被释放，随后 From 和 To 空间角色互换。
• 晋升条件：
  1. 对象经历过一次 Scavenge 回收后仍存活。
  2. To 空间占用超过 25%（避免影响后续内存分配）。

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3. 老生代垃圾回收

• Mark-Sweep（标记清除）：
  • 标记阶段：遍历堆中所有对象，标记存活对象。
  • 清除阶段：清除未标记的对象。缺点是会产生内存碎片。
• Mark-Compact（标记整理）：
  • 在 Mark-Sweep 基础上，将存活对象向一端移动，清理边界外的内存，解决内存碎片问题。
• 触发条件：
  • 空间不足时启动 Mark-Sweep。
  • 内存碎片过多时启动 Mark-Compact。

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4. 优化策略

• 增量标记（Incremental Marking）：
  • 将标记过程分解为多个小任务，与 JavaScript 应用逻辑交替执行，减少主线程停顿时间。
• 惰性清理（Lazy Sweeping）：
  • 延迟清理非活动对象，优先执行 JavaScript 逻辑，按需清理内存。
• 并发标记与清理：
  • 在后台线程执行标记和清理操作，主线程继续运行 JavaScript 代码，进一步减少停顿时间。
• 三色标记法与写屏障：
  • 使用白、灰、黑三色标记对象状态，写屏障机制确保黑色对象引用白色对象时，白色对象被标记为灰色，避免漏标。

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5. 内存限制与触发条件

• 内存限制：
  • 64 位系统：新生代 32MB，老生代 1.4GB。
  • 32 位系统：新生代 16MB，老生代 0.7GB。
• 触发条件：
  • 新生代：From 空间满时触发 Scavenge。
  • 老生代：空间不足或内存碎片过多时触发 Mark-Sweep 或 Mark-Compact。

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6. 性能问题与改进

• 全停顿（Stop-The-World）：
  • 垃圾回收期间暂停 JavaScript 执行，影响应用性能。
• 改进措施：
  • 增量标记、惰性清理、并发标记等技术显著减少停顿时间，提升用户体验。

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7. 内存泄漏与避免

• 常见原因：
  • 未释放的全局变量、闭包、未清理的定时器或事件监听器。
• 避免方法：
  • 及时释放不再使用的对象引用。
  • 使用工具（如 Chrome DevTools）监控内存使用情况。

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8. 总结

V8 的垃圾回收机制通过分代回收、增量标记、并发清理等优化策略，实现了高效的内存管理。理解其工作原理有助于编写高性能的 JavaScript 代码，并避免内存泄漏等问题。

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思维导图建议结构：

1. 分代回收
   • 新生代
   • 老生代
2. 回收算法
   • Scavenge
   • Mark-Sweep
   • Mark-Compact
3. 优化策略
   • 增量标记
   • 惰性清理
   • 并发标记
4. 内存限制与触发条件
5. 性能问题与改进
6. 内存泄漏与避免

希望这份整理内容能帮助你更好地理解 V8 垃圾回收机制，并制作出清晰的思维导图！