V8垃圾回收機(jī)制簡介

V8垃圾回收器的實(shí)現(xiàn)，是V8高效的一個(gè)非常重要的原因。

V8在運(yùn)行時(shí)自動(dòng)回收不再需要使用的對象內(nèi)存，也即是垃圾回收。

V8使用了全暫停式（stop-the-world）、分代式（generational）、精確（accurate）等組合的垃圾回收機(jī)制，來確保更快的對象內(nèi)存分配、更短的垃圾回收時(shí)觸發(fā)的暫停以及沒有內(nèi)存碎片。

V8的垃圾回收有如下幾個(gè)特點(diǎn)：

• 當(dāng)處理一個(gè)垃圾回收周期時(shí)，暫停所有程序的執(zhí)行。
• 在大多數(shù)垃圾回收周期，每次僅處理部分堆中的對象，使暫停程序所帶來的影響降至最低。
• 準(zhǔn)確知道在內(nèi)存中所有的對象及指針，避免錯(cuò)誤地把對象當(dāng)成指針?biāo)鶐淼膬?nèi)存泄露。

在V8中，對象堆被分為兩個(gè)部分：新創(chuàng)建的對象所在的新生代，以及在一個(gè)垃圾回收周期后存活的對象被提升到的老生代。如果一個(gè)對象在一個(gè)垃圾回收周期中被移動(dòng)，那么V8將會(huì)更新所有指向此對象的指針。

V8垃圾回收機(jī)制深入剖析

如大多數(shù)動(dòng)態(tài)類型語言一樣，JavaScript使用垃圾回收機(jī)制來管理內(nèi)存，然而ECMAScript沒有任何操作垃圾回收的接口，所有的操作都有JavaScript引擎自動(dòng)完成。這讓開發(fā)者省卻了手動(dòng)管理內(nèi)存分配所帶來的各種棘手問題。

V8在實(shí)現(xiàn)JavaScript的垃圾回收機(jī)制時(shí)，使用了各種非常復(fù)雜的策略，保證了高效的內(nèi)存使用及回收，這也是Node之所以選擇V8作為JavaScript引擎的原因之一。如果V8僅會(huì)在瀏覽器中被使用，那么即使發(fā)生內(nèi)存泄漏等各種內(nèi)存問題也僅僅會(huì)影響到一個(gè)終端用戶，而且考慮到V8引擎在瀏覽器中的生命周期不長，一旦頁面被關(guān)閉后，內(nèi)存即會(huì)被釋放。但如果在服務(wù)器端使用V8（使用Node作為服務(wù)器環(huán)境），那么內(nèi)存問題所造成的影響將會(huì)波及到大量終端用戶，顯然V8需要高效的內(nèi)存管理機(jī)制。

V8會(huì)限制所使用的內(nèi)存大小，原因一是最初V8是作為瀏覽器JavaScript引擎所設(shè)計(jì)的，二是V8的垃圾回收機(jī)制的限制，如果內(nèi)存分配過大，那么垃圾回收周期也就越長，對程序造成的影響也就越大。V8的內(nèi)存大小限制是可配置的。

V8的堆組成

V8的堆由一系列區(qū)域組成：

• 新生代區(qū)：大多數(shù)對象的創(chuàng)建被分配在這里，這個(gè)區(qū)域很小，但垃圾回收非常頻繁，獨(dú)立于其它區(qū)。
• 老生代指針區(qū)：包含大部分可能含有指向其它對象指針的對象。大多數(shù)從新生代晉升（存活一段時(shí)間）的對象會(huì)被移動(dòng)到這里。
• 老生代數(shù)據(jù)區(qū)：包含原始數(shù)據(jù)對象（沒有指針指向其它對象）。Strings、boxed numbers以及雙精度unboxed數(shù)組從新生代中晉升后被移到這里。
• 大對象區(qū)：這里存放大小超過其它區(qū)的大對象。每個(gè)對象都有自己mmap內(nèi)存。大對象不會(huì)被回收。
• 代碼區(qū)：代碼對象（即包含被JIT處理后的指令對象）存放在此。唯一的有執(zhí)行權(quán)限的區(qū)域（代碼過大也可能存放在大對象區(qū)，此時(shí)它們也可被執(zhí)行，但不代表大對象區(qū)都有執(zhí)行權(quán)限）。
• Cell區(qū)、屬性Cell區(qū)以及map區(qū)：包含cell、屬性cell以及map。每個(gè)區(qū)都存放他們指向的相同大小以及相同結(jié)構(gòu)的對象。

每個(gè)區(qū)都由一系列的內(nèi)存頁（page）組成。內(nèi)存頁是一塊聯(lián)系的內(nèi)存，使用操作系統(tǒng)的mmap（或Windows的等價(jià)物）分配。每個(gè)區(qū)的頁的大小都是1MB，而且以1MB對齊，除了大對象區(qū)（那里可能更大）。除了存儲(chǔ)對象，內(nèi)存頁還會(huì)包含一個(gè)頭部信息（包括一些標(biāo)志和元數(shù)據(jù)）以及一個(gè)記號位圖（指明哪些對象是活著的）。每個(gè)頁還有一個(gè)分配在單獨(dú)內(nèi)存中的槽緩沖區(qū)，放置一組對象，這些對象可能指向在當(dāng)前頁的其他對象。

識別指針

任何垃圾回收器首要解決的任務(wù)就是區(qū)分開出指針和數(shù)據(jù)。垃圾回收器需要循著指針來找到活著的對象。多數(shù)垃圾回收算法都會(huì)在內(nèi)存中移動(dòng)對象的位置（為了減少內(nèi)存碎片以及使內(nèi)存更緊湊），所以需要可以改寫指針指向的位置并且不破壞舊的數(shù)據(jù)。

目前有三種主流的方法來識別指針：

• 保守法（Conservative）。可在沒有編譯器支持的情況下實(shí)現(xiàn)。基本上，將堆上所有對齊的字都認(rèn)為是指針，這意味著一些數(shù)據(jù)也會(huì)被當(dāng)成是指針。因此，當(dāng)一個(gè)整數(shù)被當(dāng)成指針時(shí)，可能導(dǎo)致原本應(yīng)該被回收的內(nèi)存被誤認(rèn)為還有指針（實(shí)際只是個(gè)整數(shù)）指向它而沒有被回收，這會(huì)產(chǎn)生非常奇怪的內(nèi)存泄漏現(xiàn)象。我們不能移動(dòng)內(nèi)存中的任何對象，因?yàn)楫?dāng)錯(cuò)把整數(shù)當(dāng)成指針時(shí)會(huì)改變數(shù)據(jù)本身，這將導(dǎo)致垃圾回收的內(nèi)存整理算法不會(huì)產(chǎn)生任何好處。（內(nèi)存連續(xù)的好處顯而易見：更容易分配大的內(nèi)存，省卻了內(nèi)存碎片導(dǎo)致的不斷查找，cache緩存命中的幾率高）。
• 編譯器提示法（Compiler hints）。如果使用靜態(tài)類型語言，則編譯器可以準(zhǔn)確告知每個(gè)類中指針的偏移地址。只要能知道一個(gè)對象實(shí)現(xiàn)自哪個(gè)類，就可找出它的全部指針。Java虛擬機(jī)使用了此種方法，然而這種方案對于動(dòng)態(tài)類型語言（如JavaScript）來說確不切實(shí)際，因?yàn)橐粋€(gè)對象中的屬性既可以是指針也可以是數(shù)據(jù)。
• 指針標(biāo)記法（Tagged pointers）。此種方法需要在每個(gè)字（word）的末位保留一位來指明其是指針還是數(shù)據(jù)。這種方法有編譯器支持的限制，但實(shí)現(xiàn)簡單。V8使用了這種方法，一些靜態(tài)類型語言也使用了這種方法，如OCamI。V8將所有數(shù)據(jù)以32bit字寬來存儲(chǔ)，其中最低一位為0，而指針的最低兩位為01。

V8將屬于-2³⁰至2³⁰-1范圍內(nèi)的所有小整數(shù)（V8內(nèi)部用Sims表示）使用了一個(gè)最低位為0的32位字（word）來表示，指針的最低兩位為01。由于所有對象都至少以4個(gè)字節(jié)（byte）對齊，因此這樣實(shí)現(xiàn)沒有問題。在堆上的絕大多數(shù)對象都包含一組標(biāo)記后的字（word），所以垃圾回收器可以快速的掃描它們，找出指針，忽略整數(shù)。有些對象，如string，已知僅包含數(shù)據(jù)（沒有指針），它們的內(nèi)容可以不被標(biāo)記。

分代式回收

在大多數(shù)程序中，絕大多數(shù)對象的生命周期很短，只有少部分對象擁有較長的生命周期。

考慮到這一點(diǎn)，V8將堆分成了兩代:新生代（new-space）及老生代（old-space）。

對象在新生代中被創(chuàng)建，新生代很小，只有1~8MB。在新生代中分配內(nèi)存非常容易，持有一個(gè)指向內(nèi)存區(qū)的分配指針，當(dāng)需要給新對象分配內(nèi)存時(shí)，遞增指針即可。當(dāng)分配指針到達(dá)了新生代的末尾，就會(huì)觸發(fā)一個(gè)小垃圾回收周期（Scavenge算法），快速地從新生代中回收死去的對象。對于在兩個(gè)小垃圾回收周期都存活下來的對象，則將其晉升（promote）至老生代。老生代在標(biāo)記-清除（mark-sweep）或標(biāo)記-整理（mark-compact）這樣的非常不頻繁的大垃圾回收周期中回收內(nèi)存。當(dāng)足夠數(shù)量的對象被晉升至老生代中后，將觸發(fā)一次大垃圾回收周期，至于具體時(shí)機(jī)，取決于老生代的內(nèi)存大小及程序的行為。

新生代垃圾回收算法

由于新生代中的垃圾回收非常頻繁，因此回收算法必須足夠快。V8的新生代垃圾回收使用了Scavenge算法（Cheney算法的一種實(shí)現(xiàn)）。

新生代被劃分為兩個(gè)大小相等的子區(qū)：to區(qū)及from區(qū)。絕大多數(shù)對象的內(nèi)存分配都發(fā)生在to區(qū)（一些特定類型的對象，如可執(zhí)行的代碼對象，被分配在老生代中）。當(dāng)to區(qū)被填滿后，交換to區(qū)和from區(qū)，現(xiàn)在所有對象都存儲(chǔ)在from區(qū)，然后將活著的對象從from區(qū)拷貝到to區(qū)或者將它們晉升至老生代中，拷貝的過程實(shí)際是對to區(qū)內(nèi)存的一次整理過程，整理后to區(qū)的內(nèi)存占用將是連續(xù)的，以便于下次的內(nèi)存分配依然保持快速和簡單。拷貝過后，釋放from區(qū)的內(nèi)存。

可以看出，在新生代的垃圾回收周期中，始終有一半的內(nèi)存時(shí)空的，由于新生代很小，因此浪費(fèi)的空間并不大，而且新生代中的絕大部分對象生命周期都很短，因此需要復(fù)制的活著的對象很少，所以時(shí)間效率極高。

新生代垃圾回收特點(diǎn)：

• 內(nèi)存區(qū)小
• 浪費(fèi)一半空間
• 垃圾多
• 拷貝范圍小
• 執(zhí)行頻率高且快

算法具體執(zhí)行過程：

在to區(qū)中維護(hù)兩個(gè)指針：allocationPtr（指向?yàn)橄乱粋€(gè)對象分配內(nèi)存的地址）及scanPtr（指向下一個(gè)需要掃描的對象地址）。

首先，to區(qū)填滿，交換to區(qū)與from區(qū)，此時(shí)to區(qū)為空，from區(qū)為滿。

將from區(qū)中所有可從根對象到達(dá)的對象拷貝至to區(qū)，可以把此時(shí)的to區(qū)想象成一個(gè)雙端隊(duì)列，scanPtr指向隊(duì)首，allocationPtr指向隊(duì)尾，然后執(zhí)行循環(huán)，每次遍歷一個(gè)to區(qū)的對象，即每次遍歷一個(gè)scanPtr所指向的對象，然后自增scanPtr。遍歷到一個(gè)對象時(shí)，依次分析此對象內(nèi)部的所有指針，如果指針不指向from區(qū)里的對象，則忽略它（因?yàn)榇藭r(shí)它必指向老生代中的對象，而老生代中的對象還未回收）；如果指針指向from區(qū)中的對象，并且此對象還未被復(fù)制到to區(qū)（還未設(shè)置轉(zhuǎn)換地址，具體見后文），則將其復(fù)制到to區(qū)的末端，也即allocationPtr所指向的位置，同時(shí)自增allocationPtr。然后將from區(qū)中的此對象的轉(zhuǎn)換地址設(shè)置為復(fù)制后to區(qū)中的位置。轉(zhuǎn)換地址保存在此對象的第一個(gè)字中（word），代替map地址。垃圾回收器可以通過檢查對象第一個(gè)字中的低位來區(qū)分出轉(zhuǎn)換地址和map地址，map地址的低位被標(biāo)記，而轉(zhuǎn)換地址沒有。后續(xù)當(dāng)分析到一個(gè)指針指向一個(gè)在from區(qū)中的對象，并且此對象已經(jīng)被復(fù)制到to區(qū)（已有轉(zhuǎn)換地址），那么只需簡單將此指針指向的地址更新為對象的轉(zhuǎn)換地址即可。

當(dāng)所有to區(qū)中的對象都被處理后，即scanPtr與allocationPtr相遇時(shí)，算法結(jié)束。此時(shí)from中的所有對象都是垃圾對象，可以被全部釋放。

抽象來看，整個(gè)算法遍歷過程實(shí)際是一個(gè)BFS（廣度優(yōu)先搜索）過程，scanPtr之前所有對象都是其內(nèi)部指針已被分析完畢的對象，scanPtr與allocationPtr之間的對象是需要分析內(nèi)部指針的對象，當(dāng)scanPtr與allocationPtr重合，搜索結(jié)束。

算法偽代碼如下：

def scavenge():swap(fromSpace, toSpace)allocationPtr = toSpace.bottomscanPtr = toSpace.bottomfor i = 0..len(roots):root = roots[i]if inFromSpace(root): rootCopy = copyObject(&allocationPtr, root) setForwardingAddress(root, rootCopy) roots[i] = rootCopy while scanPtr < allocationPtr: obj = object at scanPtr scanPtr += size(obj) n = sizeInWords(obj) for i = 0..n: if isPointer(obj[i]) and not inOldSpace(obj[i]): fromNeighbor = obj[i] if hasForwardingAddress(fromNeighbor): toNeighbor = getForwardingAddress(fromNeighbor) else: toNeighbor = copyObject(&allocationPtr, fromNeighbor) setForwardingAddress(fromNeighbor, toNeighbor) obj[i] = toNeighbor def copyObject(*allocationPtr, object): copy = *allocationPtr *allocationPtr += size(object) memcpy(copy, object, size(object)) return copy

寫屏障

上面的算法有一個(gè)問題被忽略了：如果新生代中的某個(gè)對象，只有一個(gè)指針指向它，并且此指針屬于老生代中的某個(gè)對象，那么如何識別出新生代中的此對象不是垃圾對象。將老生代中的全部對象掃描一遍是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)閿?shù)量龐大消耗巨大。

為了解決這個(gè)問題，V8在存儲(chǔ)緩沖區(qū)中維護(hù)了一個(gè)列表，記錄了老生代對象指向新生代對象的情況。當(dāng)一個(gè)新對象被創(chuàng)建時(shí)，沒有指針指向它，但當(dāng)一個(gè)老生代中的對象指向它時(shí)，便在列表中記錄下來，由于每次寫操作都需要執(zhí)行這樣一個(gè)過程，這也稱作寫屏障。

每次在發(fā)生一個(gè)指針指向?qū)ο筮@樣的寫操作時(shí)都需要執(zhí)行這樣一系列的額外指令，這就是垃圾回收機(jī)制所帶來的代價(jià)，但是代價(jià)并不大，寫操作相比讀操作并不常發(fā)生。一些其它JavaScript引擎的垃圾回收算法使用了讀屏障，但這需要硬件輔助才能有較低的消耗。V8采用了一些機(jī)制來優(yōu)化寫屏障所帶來的消耗：

• 通常可以驗(yàn)證出一個(gè)對象位于新生代，寫屏障不會(huì)發(fā)生在新生代對象的操作上。
• 一個(gè)對象的所有引用都發(fā)生在局部時(shí)，此對象會(huì)被分配在棧上，棧上的對象顯然不需要寫屏障。
• 老->新這樣的情況很少見，因此快速檢測出新->新及老->老這兩種常見情況可以提升很大性能，因?yàn)榇藘煞N情況不需要寫屏障。每個(gè)頁都以1MB來對齊，因此通過過濾一個(gè)對象的低20位（bit），可以找到它所在的頁。頁頭含有指向其是否在新舊生代的標(biāo)識，因此可以快速檢查出兩個(gè)對象所處的生代。
• 當(dāng)存有關(guān)系列表的存儲(chǔ)緩沖區(qū)被填滿后，V8將對其排序，合并相同的項(xiàng)目，移除指針不再指向新生代的情況。

老生代垃圾回收算法

Scavenge算法對于少量內(nèi)存具有非常快的回收和整理能力，但有很大的內(nèi)存開銷，因?yàn)橐瑫r(shí)支持to區(qū)及from區(qū)。這對于少量內(nèi)存區(qū)是可以接受的，但對于超過數(shù)MB的內(nèi)存區(qū)來說，使用Scavenge算法是不切實(shí)際的。因此對于老生代數(shù)百M(fèi)B的內(nèi)存空間，V8使用了兩種緊密相連的算法，即標(biāo)記-清除算法與標(biāo)記-整理算法。

這兩種算法都包含了兩個(gè)階段：標(biāo)記階段，清除階段或整理階段。

標(biāo)記清除（Mark-Sweep）

遍歷堆中所有的對象，標(biāo)記所有活著的對象。在清除階段，只清除沒有被標(biāo)記的對象，即垃圾對象。由于垃圾對象占比很小，因此效率很高。

標(biāo)記清除所帶來的問題是，當(dāng)一次清除結(jié)束后，內(nèi)存空間往往出現(xiàn)了很多碎片，導(dǎo)致內(nèi)存不再連續(xù)。當(dāng)需要分配一個(gè)占有大量內(nèi)存的對象時(shí)，如果沒有一個(gè)內(nèi)存碎片能滿足此對象所需空間的大小，那么V8將無法完成此次分配，導(dǎo)致出發(fā)垃圾回收。

標(biāo)記整理（Mark-Compact）

為了解決標(biāo)記清除后所帶來的內(nèi)存碎片問題，V8引入了標(biāo)記整理。標(biāo)記整理的標(biāo)記階段與標(biāo)記清除一樣，但清除階段變?yōu)檎黼A段：將活著的對象向內(nèi)存區(qū)的一段移動(dòng)，移動(dòng)完后直接清除邊界外的內(nèi)存。整理階段涉及對象的移動(dòng)，因此效率不高，但能保證不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存碎片。

老生代垃圾回收特點(diǎn)：

• 內(nèi)存區(qū)大
• 存放的對象生命周期很長
• 被清除的對象少，回收范圍小
• 執(zhí)行頻率低且較慢

算法具體執(zhí)行過程：

在標(biāo)記階段，所有在堆上活著的對象都會(huì)被發(fā)現(xiàn)且被標(biāo)記。每個(gè)頁都包含一個(gè)標(biāo)記位圖，位圖的每一位都對應(yīng)頁上的一個(gè)字（一個(gè)指針大小就是一個(gè)字，也即對象的起始地址的大小就是一個(gè)字），這樣做非常必要，因?yàn)閷ο罂梢云鹗加谌魏巫謱R的偏移地址。位圖會(huì)占據(jù)一定的內(nèi)存開銷（32位系統(tǒng)下占3.1%，64位系統(tǒng)下占1.6%），然而所有的內(nèi)存管理系統(tǒng)都有類似的開銷。同時(shí)使用2個(gè)位（bit）來代表一個(gè)對象的狀態(tài)，對象至少占有兩個(gè)字大小，因此這2個(gè)位不會(huì)重疊。

V8使用了三色標(biāo)記法，對象的狀態(tài)可被標(biāo)記成三種（所以用2位來標(biāo)記）：

• 如果為白色，那么此對象沒有被垃圾回收器發(fā)現(xiàn)；
• 如果為灰色，那么此對象已被垃圾回收器發(fā)現(xiàn)，但其鄰接對象還未被處理；
• 如果為黑色，那么此對象已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，且所有它的鄰接對象都已被處理完畢；

如果將堆想象成一個(gè)對象間通過指針連接的有向圖，那么標(biāo)記算法本質(zhì)上是一個(gè)DFS（深度優(yōu)先搜索）。在標(biāo)記周期起始時(shí)，標(biāo)記位圖被清空，所有的對象都為白色。將可從根部直達(dá)的所有對象都標(biāo)記為灰色，然后放入一個(gè)單獨(dú)分配的雙端隊(duì)列中。接著循環(huán)處理隊(duì)列中的每個(gè)對象：每次垃圾回收器都從隊(duì)列中取出一個(gè)對象并將其標(biāo)記為黑色，接著將其鄰接對象（內(nèi)部指針指向的對象）標(biāo)記為灰色并放入雙端隊(duì)列中。當(dāng)隊(duì)列為空時(shí)，所有被發(fā)現(xiàn)的對象都被標(biāo)記成了黑色，此時(shí)算法結(jié)束。對于特別大的對象，如長數(shù)組，在處理時(shí)可能會(huì)被分片處理，以減少隊(duì)列溢出的幾率。如果隊(duì)列發(fā)生溢出，則對象仍會(huì)被標(biāo)記為灰色但不放進(jìn)隊(duì)列中（此時(shí)它們的鄰接對象還未被發(fā)現(xiàn)），當(dāng)隊(duì)列為空時(shí)，垃圾回收器會(huì)掃描堆中剩余的灰色對象，然后將它們放入隊(duì)列中，繼續(xù)執(zhí)行標(biāo)記過程。

偽代碼如下：

markingDeque = []
overflow = falsedef markHeap():for root in roots:mark(root)do:if overflow:overflow = false refillMarkingDeque() while !markingDeque.isEmpty(): obj = markingDeque.pop() setMarkBits(obj, BLACK) for neighbor in neighbors(obj): mark(neighbor) while overflow def mark(obj): if markBits(obj) == WHITE: setMarkBits(obj, GREY) if markingDeque.isFull(): overflow = true else: markingDeque.push(obj) def refillMarkingDeque(): for each obj on heap: if markBits(obj) == GREY: markingDeque.push(obj) if markingDeque.isFull(): overflow = true return

當(dāng)標(biāo)記算法結(jié)束后，所有活著的對象都會(huì)被標(biāo)記成黑色，所有死去的對象仍然為白色。這些信息將會(huì)被清除階段或整理階段使用，這取決于接下來使用哪種算法，這兩種算法都以頁級單位來回收內(nèi)存（V8的頁是1MB的連續(xù)內(nèi)存，與虛擬內(nèi)存頁不同）。

清除算法掃描連續(xù)范圍內(nèi)的垃圾對象，然后釋放它們的空間，并將它們加入空閑內(nèi)存鏈表中。每個(gè)頁都包含一些單獨(dú)的空閑內(nèi)存鏈表，分別代表小內(nèi)存區(qū)（<256字）、中內(nèi)存區(qū)（<2048字）、大內(nèi)存區(qū)（<16384字）以及超大內(nèi)存區(qū)。清除算法相當(dāng)簡單，只需遍歷頁的標(biāo)記位圖，找到范圍內(nèi)的白對象，然后釋放。空閑內(nèi)存鏈表被大量用于從新生代Scavenge算法所晉升過來放置在老生代的對象，同時(shí)也被整理所發(fā)用來移動(dòng)對象。有些對象只能分配在老生代，因此空閑內(nèi)存鏈表也被用來分配。

整理算法會(huì)嘗試將對象從碎片頁（包含許多小空閑內(nèi)存的頁）中移動(dòng)并整合到一起。這些對象會(huì)被遷移到別的頁上，因此這時(shí)可能會(huì)需要分配新的頁，而遷出后的頁即可返還給操作系統(tǒng)。整理的過程非常復(fù)雜，大概步驟是，對碎片頁中的每個(gè)活著的對象拷貝到由空間內(nèi)存鏈表分配的一塊內(nèi)存頁，然后在碎片頁的該對象的第一個(gè)字（word）寫上新的轉(zhuǎn)換地址，在之后的遷移過程中，對象的舊地址會(huì)被記錄下來，在遷移結(jié)束后，V8會(huì)遍歷所有記錄有舊地址的指針，然后將這些指針更新為新的轉(zhuǎn)換地址。如果一個(gè)頁非常活躍，有非常多的別的頁的指針指向這個(gè)頁中的對象，那么此頁將會(huì)保留 ，等到下一輪垃圾回收周期再進(jìn)行處理。

V8的老生代內(nèi)存回收結(jié)合了標(biāo)記清除與標(biāo)記整理兩種算法，大部分情況下使用標(biāo)記清除，當(dāng)空間不足以分配從新生代晉升過來的對象時(shí)，才使用標(biāo)記整理。

標(biāo)記-清除與標(biāo)記-整理的優(yōu)化

增量標(biāo)記（Incremental Marking）

由于在標(biāo)記清除與標(biāo)記整理的回收期間內(nèi)，V8會(huì)暫停所有正在執(zhí)行業(yè)務(wù)的代碼，這會(huì)造成應(yīng)用程序的卡頓，并且隨著堆大小的增長，卡頓的時(shí)間會(huì)急速增加，這顯然是不太可接受的。因此V8在標(biāo)記期間，采用了增量標(biāo)記的方法，將標(biāo)記的過程拆分成很多部分，每次只標(biāo)記一小部分，然后恢復(fù)業(yè)務(wù)代碼的執(zhí)行，再標(biāo)記，這樣循環(huán)交替執(zhí)行標(biāo)記。這樣，原來應(yīng)用程序卡頓的整個(gè)時(shí)間就會(huì)變分拆成多個(gè)細(xì)小的時(shí)間片，極大的提高了應(yīng)用程序的響應(yīng)度。

增量標(biāo)記與標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)記方式的最大區(qū)別在于，在標(biāo)記期間，對象的有向圖會(huì)發(fā)生改變（因?yàn)闀?huì)間歇允許業(yè)務(wù)代碼的執(zhí)行）。因此需要解決的是發(fā)生黑對象指向白對象這種情況。黑對象已經(jīng)被垃圾回收器完全處理過，因此不會(huì)再次對其處理，所以如果發(fā)生這種情況，那么白對象（此時(shí)已非垃圾對象）將依然會(huì)被當(dāng)做垃圾對象回收。V8解決的方法依然是使用寫屏障技術(shù)，此時(shí)不僅老生代指向新生代時(shí)發(fā)生寫屏障，當(dāng)黑對象指向白對象也會(huì)觸發(fā)寫屏障，此時(shí)黑對象會(huì)被重新標(biāo)記成灰對象，然后放進(jìn)雙端隊(duì)列中，當(dāng)標(biāo)記算法在稍后處理到隊(duì)列中的該對象時(shí)，該對象指向的所有對象都會(huì)被標(biāo)記成灰色，此時(shí)之前的白對象也已變成了灰色，目標(biāo)達(dá)成。

惰性清除（Lazy Sweeping）

當(dāng)增量標(biāo)記完成后，惰性清除開始此時(shí)所有對象都已被標(biāo)記成或生或死，堆已經(jīng)準(zhǔn)確知道可以回收多少內(nèi)存，然而此時(shí)不必去一次全部回收死去的對象，可以采用延遲清理的處理手段，垃圾回收器可以根據(jù)需要來選擇回收部分內(nèi)存， 直到全部垃圾對象回收完畢，整個(gè)增量標(biāo)記-惰性清除的 周期結(jié)束。

更多優(yōu)化

V8已經(jīng)加入了并行清除，主線程不會(huì)操作已死對象，由獨(dú)立的線程來負(fù)責(zé)回收死對象的內(nèi)存，整個(gè)過程只需要非常少量的同步操作。

同時(shí)V8正在實(shí)驗(yàn)并行標(biāo)記，并將在今后引入這一技術(shù)。

總結(jié)

垃圾回收是一項(xiàng)非常復(fù)雜的技術(shù)，要實(shí)現(xiàn)高效快速的垃圾回收器需要結(jié)合多種算法以及大量優(yōu)化，幸好引擎已經(jīng)做了全部的工作，開發(fā)者只需關(guān)注更重要的業(yè)務(wù)邏輯即可。

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/wolfx/p/5919574.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的V8 JavaScript引擎研究（三）垃圾回收器的实现的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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