1 V8的垃圾回收机制与内存限制

JavaScript与Java一样，由垃圾回收机制来进行自动的内存管理。对于性能敏感的服务器端程序，内存管理的好坏、垃圾回收状况是否优良，都会对服务构成影响。而在Node中，这一切与V8引擎息息相关。

1.2 V8的内存限制

Node中通过JavaScript只能使用部分内存（64位约1.4G，32位约0.7G）。V8对内存做了限制。因此这种限制下，将会导致Node无法直接操作大内存对象。

1.3 V8的对象分配

V8中，所有的JavaScript对象都是通过堆来分配的。

可以使用以下命令查看Node中V8内存的使用量。

> $ node > process.memoryUsage(); { rss: 25939968,   heapTotal: 5767168,//已申请到的堆内存   heapUsed: 4707312,//当前使用的量   external: 8671 } 

至于rss为何物，我们会在下面介绍。

V8的堆示意图：

限制内存原因：

• 首先V8是为浏览器而设计的；前期足以满足网页端的需求；
• 深层原因是V8的垃圾回收机制，垃圾回收耗时，引起JavaScript线程暂停执行时间。
• 可以手工调整内存大小

node --max-old-space-size=1700 test.js  //单位为MB。设置老生代  node --max-new-space-size=1024 test.js //单位为KB。设置新生代 

1.4 V8的垃圾回收机制

主要的垃圾回收策略是基于分代式的垃圾回收机制：将对象的存活时间进行不同的分代；

V8中，主要将内存分为新生代和老生代。新生代中的对象为存活时间较短的对象，老生代中的对象为存活时间较长或常驻内存的对象。

• 前面讲到的命令是可以分别设置新生代和老生代的大小。

• 新生代和老生代的最大值需要在启动时就指定，因此无法动态 扩展。手工设置新生代或老生代的内存，只能在启动时就指定，无法动态的扩展。

Scavenge算法

在分代的基础上，新生代中的对象主要通过Scavenge算法进行垃圾回收。Scavenge算法的具体实现中采用了Cheney算法。

• Cheney算法主要使用了复制的方式实现。

• 新生代堆内存被一分为二
• From区存放处于使用状态对象
• TO区为闲置空间
• 分配对象时首先在From分配
• 垃圾回收时，检查From空间中的存活对象，将这些对象复制到TO空间。非存活对象直接释放对应空间。
• 垃圾回收实际上就是将对象在FROM和TO两个空间之间复制。
• 多次复制仍然存活的对象，即生命周期较长的对象，会被移动到老生代。
• 对象从新生代到老生代的过程称为晋升
• 对象晋升过程：

另一个判断条件是：TO空间使用是否超过25%。如果超过，直接移动到老生代。

设置25%这个值，是因为当Scavenge完成回收后，这个TO区将变成From区，后面的对象分配要在这个区中进行。如果占比过高，会影响后续的内存分配。

Scavenge的缺点是只能使用堆内存的一半。所以无法大规模的运用到所有的垃圾回收中。但是时间效率上有优异的表现。因此非常适合新生代的垃圾回收，因为新生代中的对象存活周期都较短。

Mark-Sweep & Mark-Compact算法

老生代中主要采用这两种算法进行垃圾回收。

因为老生代中的存活对象占比较大，因此使用Scavenge算法会有弊端：

• 存活对象多，复制效率低；
• 浪费一半空间；

1.Mark-Sweep:标记清除

分为标记、清除两个阶段；

• 标记阶段会遍历堆中的所有对象，并只标记活着的对象；
• 清除阶段只清除没有被标记的对象；

Mark-Sweep | Scavenge

--- | ---

只清理死亡对象 | 只复制存活对象

死对象在老生代中比重小 | 活对象在新生代中比重小

Mark-Sweep的最大问题即是：在清理完后，内存会出现不连续的状态。导致后续对内存的分配可能出现问题，如无法分配一个大对象。

2.Mark-Compact:标记整理

为了解决Mark-Sweep的问题。Mark-Compact在标记对象死亡后，在整理过程中，将活着的对象往一端移动，移动完成后，直接清理掉边界外的内存。

算法比较

| 算法 | Mark-Sweep | Mark-Compact | Scavenge

---| --- | -- |--

速度 | 中等| 最慢 | 最快

空间开销 | 少（有碎片）|少（无碎片）| 双倍空间（无碎片）

是否移动对象 | 否 | 是 | 是

V8主要使用Mark-Compact，在空间不足以对从新生代中晋升过来的对象进行分配时才使用Mark-Sweep。