浅谈 JavaScript 内存管理与垃圾回收

写过C语言的都清楚，我们需要时时刻刻关心处理程序的内存使用情况，这无形的给程序员增添了很多负担，但是在后期出现的一些语言中渐渐的都加入了内存自动管理和垃圾回收机制，这样一来我们就不必再关心程序运行的内存使用情况，同样的在JavaScript中也有内存管理和垃圾回收。但是这样渐渐的内存中的东西就离我们越来越远，直至现在很多入门前端的对内存的情况一概不知，我也是，当然这是错误的。

内存分配

内存分配的最终目的就是为了配合垃圾回收机制，使得程序运行时占用内存更少，从而效率更高。

我们都知道数据类型有两种：基础类型和引用类型，不同的类型采用着不同的存储方式。

基础类型与栈内存

基础类型值包括：undefined、null、boolean、number、string和symbol。这些类型的值大多有固定的大小，JavaScript将它们保存在栈内存中直接按值引用。
栈是一种线性的数据结构，典型特点是先进后出, 后进先出,当JavaScript中一个方法执行的时候，该方法就建立一个内存栈，然后将方法中定义的变量放入栈中，当我们需要的时候直接按值引用即可。当方法执行结束后就销毁。

引用类型与堆内存

JavaScript的引用类型大多长度不固定，比如Array，它的长度并不是固定的。他的值保存在堆内存的对象中。然后将它的地址放入栈中，而且不允许我们直接访问堆内存中的位置，所以我们操作的都是对象的引用，并不是实际的对象。
在程序中创建一个对象的成本是比较大的，在创建完成后就会被保存在堆数据区，并不会随着方法的结束而销毁。只有当这个对象没有被任何引用变量引用的时候，垃圾回收的时候才会回收掉它。

垃圾回收

JavaScript具有自动垃圾收集机制，执行环境会负责找出那些不再继续使用的变量然后释放其占用的内存。对于找出垃圾的方法通常有两个策略：

标记清除

这是最常用的垃圾收集机制。这种算法假定一个根对象，然后遍历所有从根开始引用的对象，垃圾收集器在运行的时候会将他们加上标记，然后去掉环境中使用的变量和被他们引用的变量的标记。之后再被加上标记的变量就是要删除的，垃圾收集器将其释放完成一次工作。

引用计数

这种机制为每一个值标记被引用的次数并追踪，当被其他变量引用的时候就加一，反之就减一，当引用次数变成 0 的时候就是需要回收的了。垃圾收集器下次运行的时候就会把它释放掉。但是这样会有一个问题，比如：

let obj1 = new Object();
let obj2 = new Object();

obj1.attr1 = obj2;
obj2.attr2 = obj1;

在这里obj1和obj2各自互相引用，这块语句执行过后他们的引用次数永远不会变成 0 ，也就得不到回收，如果存在大量这种情况的话内存就出问题了。只要有出现循环引用的地方，这种机制就会出问题。所以它无法处理循环引用的问题。

V8引擎的垃圾回收

V8 采用一种叫做分代回收的策略。将内存分为新生代和老生代，新生代存放存活时间段的对象，老生代则存放存活时间长或者常驻内存的对象。

• 大多数的对象会被分配到新生代内存中，回收算法将这里的内存空间一分为二，一个处于使用状态一个处于闲置状态。分配对象的时候先把它放在使用区中，开始垃圾回收的时候就检查使用区中存活的对象，将他们复制到闲置区中并适当紧缩，最后释放使用区上剩下的数据。然后闲置区变成使用区，使用区变成闲置区，循环往复。

• 当一个对象经过多次清理后依然存在，它就会被移动到老生代，称为晋升。

• 老生代占用内存较多，主要采用标记清除和标记整理两个策略。在标记阶段遍历堆中的所有对象，标注那些活着的对象，然后在清除阶段标记清除会清除掉没有被标记的对象。但是这会产生内存碎片。标记清理在清理的时候可以解决碎片问题，它将活着的对象向内存中的一段移动，然后清理掉边界外的内存。不过这个过程涉及到数据移动，所以效率不是很高。

除此之外 V8 中还使用了增量标记，让垃圾回收与应用逻辑交替进行，以减少垃圾回收时的停顿时间；在标记完成后还可以惰性清理；以及后期中引入了并行标记和并行清理，通过并行来利用多核 CPU 性能。这些无疑让 V8 成为了最出色的 JavaScript 引擎。