內(nèi)存管理機(jī)制

在計算機(jī)語言中，內(nèi)存管理機(jī)制一般分為以下幾種：

• 手動管理

手動管理以C、C++為代表，對象分配內(nèi)存后，需要程序員手動調(diào)用釋放內(nèi)存的代碼。這種方式的效率是最高的。

• 自動管理

目前自動內(nèi)存管理比較主流，如java、js、python等，我們在寫代碼的時候基本不用關(guān)心內(nèi)存管理問題，內(nèi)存的分配以及垃圾內(nèi)存的回收都會由系統(tǒng)自動完成，我們稱這種方式為GC。這種方式對于我們寫代碼來說非常方便，讓我們的注意力集中在業(yè)務(wù)代碼的實(shí)現(xiàn)上，而不用過多關(guān)注內(nèi)存問題。

• 半自動管理

半自動管理以蘋果的OC、Swift為例，主要使用的是引用計數(shù)來管理內(nèi)存。之所以我稱它為半自動管理，是因?yàn)槲覀冴P(guān)注的是它的引用計數(shù)。拿OC為說，alloc、copy、retain等關(guān)鍵字會讓對象引用計數(shù)加1，release會讓引用計數(shù)減1，當(dāng)對象引用計數(shù)為0時，這片內(nèi)存便會被系統(tǒng)回收。所以在早期的iOS開發(fā)中，代碼中經(jīng)常會出現(xiàn)[xxx release]的代碼，這就是我們所說的MRC。與MRC相對應(yīng)的是ARC，ARC不需要我們手動的調(diào)用release代碼，系統(tǒng)會根據(jù)代碼上下文自動的為我們添加release，也就是自動幫我們管理對象的引用計數(shù)。

V8引擎的內(nèi)存回收機(jī)制

了解了以上內(nèi)存管理機(jī)制，我們知道js的內(nèi)存管理使用的是自動內(nèi)存管理，本篇文章我們就來詳細(xì)講一下js的垃圾回收機(jī)制。

js的垃圾回收是由瀏覽器引擎來做的，不同瀏覽器的垃圾回收機(jī)制在細(xì)節(jié)上略有不同，但回收算法大體上是通用的。我們以Chrome的V8引擎為例進(jìn)行說明。

js內(nèi)存分為棧內(nèi)存和堆內(nèi)存，在js中引用類型是存儲在堆上的；棧內(nèi)存中主要存儲的是占用內(nèi)存較小的非引用類型，以及引用類型引用地址。

var a = "123"
var b = 123
var c = {name:"123"}

如以上代碼在堆棧中的存儲結(jié)構(gòu)：

棧內(nèi)存回收：

說棧內(nèi)存回收之前，我們要先說一下js函數(shù)是怎么調(diào)用的，當(dāng)我們調(diào)用一個函數(shù)時，在?？臻g內(nèi)會形成一個函數(shù)的上下文。上下文中包含了函數(shù)中的變量環(huán)境和詞法環(huán)境，其中var變量和function變量存儲在變量環(huán)境中，let和const變量存儲在詞法環(huán)境中。

var a = "123"
function func1() {
    var b = "123"
    console.log(b)
    func2()
}
funcgion func2() {
    const c = "456"
    console.log(c)
}
func1()

上面代碼在棧內(nèi)存中的狀態(tài)：

除了執(zhí)行上下文外，同時在棧中還有一個ESP指針記錄著當(dāng)前代碼的執(zhí)行狀態(tài)，上圖的ESP指針指向了func2，代表當(dāng)前執(zhí)行到了func2。當(dāng)func2指行完成之后，ESP指針就會移動到func1，同時func2中的非引用類型的變量內(nèi)存將會被收回。

堆內(nèi)存的回收

棧內(nèi)存中ESP指針移動后，函數(shù)的執(zhí)行上下文出棧，那么對應(yīng)的非引用類型的內(nèi)存以及引用類型的引用被回收了，但是引用類型在堆中所占用的內(nèi)存并沒有被回收。那接下來我們來看一下V8引擎怎么處理堆中的垃圾回收的。

V8引擎將堆內(nèi)存分為新生代和老生代兩個區(qū)域，新生代一般較小，存儲的是新創(chuàng)建的對象，老生代是指存活時間比較久或者說活動的對象。V8引擎為了提升回收性能，新生代和老生代使用了不同的回收策略和兩個垃圾回收器，副垃圾回收器用來回收新生代區(qū)域的垃圾內(nèi)存，主垃圾回收器用來回收老生代的垃圾內(nèi)存。

• 新生代垃圾回收

新生代的垃圾回收由副垃圾回收器負(fù)責(zé)，新生代區(qū)域又被分為兩個區(qū)域，一半為使用區(qū)，一半為空閑區(qū)。如圖：

一般新的對象會被分配在使用區(qū)，當(dāng)使用區(qū)內(nèi)存即將占滿時垃圾回收器會進(jìn)行一次垃圾回收。副垃圾回收器主要使用的是標(biāo)記-清除（Mark-Sweep）算法。 回收過程中大概分為以下幾個步驟

• 區(qū)分活動對象和非活動對象，并對活動對象進(jìn)行標(biāo)記。(活動對象就是指還在使用的對象，非活動對象就是需要清理的對象)

• 標(biāo)記完成之后將使用區(qū)的活動對象復(fù)制進(jìn)空閑區(qū)，并進(jìn)行內(nèi)存整理排序，以避免產(chǎn)生內(nèi)存碎片。

• 清理使用區(qū)的非活動對象，釋放垃圾內(nèi)存。

• 把使用區(qū)和活動區(qū)進(jìn)行互換，以達(dá)到內(nèi)存清理和整理的目的，當(dāng)新的使用區(qū)即將被占滿時會執(zhí)行一次新的內(nèi)存清理。

但是由于新生代的區(qū)域不是很大，區(qū)域很容易被占滿，所以當(dāng)對象經(jīng)過兩次垃圾回收依然沒有被清理時，將會被移動到老生代區(qū)域，這種策略我們稱之為“對象晉升”。

• 老生代垃圾回收

老生代區(qū)域使用的主垃圾回收器，老生代中一般存放的是存活時間比較久以及占用內(nèi)存比較多的對象，所以老生代的內(nèi)存比較大。由于復(fù)制大量內(nèi)存需要占用時間比較久，所以老生你無法像新生你那樣進(jìn)行區(qū)域交換。

主垃圾回收器使用的除了上面所說的標(biāo)記-清除（Mark-Sweep）算法外，還有一個標(biāo)記-整理（Mark-Compact）算法，主垃圾回收器的回收過程是這樣的：

• 標(biāo)記階段就是從一組根元素開始，遞歸遍歷這組根元素，在這個遍歷過程中，能到達(dá)的元素稱為活動對象，沒有到達(dá)的元素就可以判斷為垃圾數(shù)據(jù)（這一點(diǎn)跟新生代的標(biāo)記是一致的）

• 清理階段就是清理掉垃圾數(shù)據(jù)

• 由于標(biāo)記清除對象后，內(nèi)存會產(chǎn)生內(nèi)存碎片，會導(dǎo)致大對象無法分配內(nèi)存，從而造成內(nèi)存不足。所以標(biāo)記整理算法此時就排上了用場，標(biāo)記整理算法會將活動對象向一端移動排序，從而避免產(chǎn)生內(nèi)存碎片。

并行、并發(fā)與小任務(wù)回收

由于js運(yùn)行在主線程，如果在執(zhí)行垃圾回收操作全部放在主線程，再加上老生代區(qū)域內(nèi)存較大，垃圾回收執(zhí)行的時間可能會比較長，那么主線程的js任務(wù)就必須處于一個等待狀態(tài)，從而造成頁面卡頓，這種方式我們稱之為全停頓。因此V8引擎引入了并行回收策略和子任務(wù)增量標(biāo)記策略。

• 并行回收

并行回收，即：在主線程之外，開除幾條輔助線程并行執(zhí)行垃圾回收任務(wù)。這樣就可以大大減少垃圾回收的時間，從而解決js阻塞問題。

• 子任務(wù)回收（增量標(biāo)記） V8引擎將一次完整的垃圾回收任務(wù)分成多個小的子任務(wù)，與JS交替執(zhí)行。這種方式雖然并沒有縮短垃圾回收執(zhí)行的時間，由于每個子任務(wù)很小，執(zhí)行時間很短，給了線程速響應(yīng)js任務(wù)的機(jī)會，從頁避免了出現(xiàn)卡頓，由于它的標(biāo)記任務(wù)是增量進(jìn)行的，所以我們又稱之為增量標(biāo)記。如圖：

• 并發(fā)回收

并發(fā)回收是與并行回收類似，都是開啟輔助線程執(zhí)行GC任務(wù)。不同的是，并發(fā)回收機(jī)制的GC任務(wù)全部交由輔助線程來完成，主線程可以隨時響應(yīng)js任務(wù)，而不需要被間歇的掛起來完成GC任務(wù)。

總結(jié)

到此這篇關(guān)于js引擎垃圾回收機(jī)制的文章就介紹到這了,更多相關(guān)js引擎垃圾回收機(jī)制內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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