V8 是 Google 開發(fā)的 JavaScript 引擎，它用于 Chrome 瀏覽器和 Node.js。V8 采用垃圾回收（Garbage Collection, GC）機(jī)制自動(dòng)管理內(nèi)存，避免手動(dòng)分配和釋放內(nèi)存所帶來的復(fù)雜性。

V8 的垃圾回收主要采用分代垃圾回收（Generational Garbage Collection），并結(jié)合標(biāo)記-清除（Mark-Sweep）、**標(biāo)記-整理（Mark-Compact）和增量標(biāo)記（Incremental Marking）**等算法優(yōu)化性能。

1. V8 的內(nèi)存管理

V8 將堆內(nèi)存（Heap）分為兩個(gè)主要的區(qū)域：

1. 新生代（Young Generation）：存儲(chǔ)存活時(shí)間較短的小對(duì)象（臨時(shí)對(duì)象）。
2. 老生代（Old Generation）：存儲(chǔ)存活時(shí)間較長或體積較大的對(duì)象。

（1）新生代（Young Generation）

特點(diǎn)：

• 這里的對(duì)象通常是短暫的，生命周期短。
• 它的空間較小，一般只有 1-8 MB。
• 主要采用 Scavenge（清除）算法 進(jìn)行垃圾回收。

Scavenge 算法（復(fù)制算法）：

• 新生代堆分為兩個(gè)半?yún)^(qū)：
  • From 空間（當(dāng)前活躍對(duì)象所在區(qū)域）。
  • To 空間（空閑區(qū)域）。

回收過程：

1. 在 From 空間中標(biāo)記存活對(duì)象。
2. 將存活對(duì)象復(fù)制到 To 空間（如果存活時(shí)間較長，則晉升到老生代）。
3. 清空 From 空間。
4. 交換 From 和 To 空間的角色（即 To 變成 From，下次回收時(shí)使用）。

對(duì)象晉升到老生代的條件：

• 對(duì)象在 From 和 To 空間之間多次存活（通常經(jīng)過 2 次 GC）。
• To 空間放不下該對(duì)象（大對(duì)象也會(huì)直接分配到老生代）。

（2）老生代（Old Generation）

特點(diǎn)：

• 這里存儲(chǔ)的是生命周期較長的對(duì)象。
• 由于對(duì)象較多，不能像新生代那樣使用復(fù)制算法（成本太高）。
• 主要采用 標(biāo)記-清除（Mark-Sweep） 和 標(biāo)記-整理（Mark-Compact） 進(jìn)行垃圾回收。

標(biāo)記-清除（Mark-Sweep）算法：

1. 遍歷所有對(duì)象，標(biāo)記存活的對(duì)象。
2. 清除未標(biāo)記的對(duì)象（即垃圾）。
3. 但這樣會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存碎片化。

標(biāo)記-整理（Mark-Compact）算法（優(yōu)化碎片化問題）：

1. 先標(biāo)記存活的對(duì)象。
2. 把存活對(duì)象向一端移動(dòng)，壓縮內(nèi)存，減少碎片化。
3. 清理未使用的內(nèi)存。

2. 垃圾回收優(yōu)化策略

為了優(yōu)化垃圾回收性能，V8 采用了一些優(yōu)化策略：

（1）增量標(biāo)記（Incremental Marking）

問題：老生代的垃圾回收會(huì)導(dǎo)致長時(shí)間的暫停（Stop-The-World）。

解決方案：V8 使用 增量標(biāo)記（Incremental Marking） 方式：

• 將標(biāo)記工作拆分為多個(gè)小任務(wù)，分批進(jìn)行，而不是一次性完成。
• 這樣可以減少 JavaScript 線程的長時(shí)間停頓，提高應(yīng)用的流暢度。

（2）并發(fā)垃圾回收（Concurrent Garbage Collection）

• V8 在標(biāo)記存活對(duì)象時(shí)，盡可能讓 GC 和應(yīng)用邏輯并行運(yùn)行，提高 CPU 利用率。

（3）延遲清理（Lazy Sweeping）

• 清除階段采用懶清理，只在需要時(shí)才回收內(nèi)存，而不是一次性清理所有垃圾。

（4）增量壓縮（Incremental Compaction）

• 標(biāo)記-整理算法也可以拆分為增量操作，避免長時(shí)間的暫停。

3. 垃圾回收觸發(fā)條件

V8 觸發(fā)垃圾回收的條件包括：

1. 新生代堆滿（觸發(fā) Scavenge GC）。
2. 老生代堆滿（觸發(fā) Mark-Sweep 或 Mark-Compact GC）。
3. 手動(dòng)觸發(fā)（例如 global.gc() 在 Node.js 中可手動(dòng)觸發(fā) GC，需 --expose-gc 選項(xiàng)）。
4. 內(nèi)存壓力過大（可能導(dǎo)致強(qiáng)制 GC）。

4. 性能優(yōu)化建議

為了減少垃圾回收的影響，提高 JavaScript 應(yīng)用的性能，可以遵循以下優(yōu)化策略：

1. 避免創(chuàng)建過多臨時(shí)對(duì)象（減少新生代 GC 觸發(fā)頻率）。
2. 使用對(duì)象池復(fù)用對(duì)象（避免頻繁創(chuàng)建和銷毀）。
3. 避免大對(duì)象頻繁進(jìn)入老生代（減少老生代 GC 觸發(fā)）。
4. 減少全局變量（防止不必要的內(nèi)存占用）。
5. 手動(dòng)釋放引用（避免內(nèi)存泄漏）。
6. 使用 WeakMap、WeakSet（讓對(duì)象在不被引用時(shí)自動(dòng)釋放）。

總結(jié)

V8 的垃圾回收機(jī)制主要基于分代回收：

• 新生代使用Scavenge（復(fù)制）算法，快速清理短生命周期對(duì)象。
• 老生代使用標(biāo)記-清除、標(biāo)記-整理等算法，優(yōu)化長期存活對(duì)象的回收。
• 通過增量標(biāo)記、并發(fā) GC、增量壓縮等優(yōu)化策略，減少垃圾回收對(duì)性能的影響。

了解 V8 的 GC 機(jī)制有助于編寫更高效的 JavaScript 代碼，避免性能瓶頸。

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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