谈谈浏览器的垃圾回收机制

发布时间:2020年09月28日评论数：抢沙发阅读数： 3062

	浏览器中的垃圾数据是什么? 

	我们在写 js 代码的时候，会频繁地操作数据。有一些数据在不被需要的时候，它就成了垃圾数据，垃圾数据多了就会占用内存，不能及时释放就会出现一些问题。

	

变量的生命周期 

	比如这么一段代码：

	let dog = new Object();

	dog.a = new Array(1)

	当 JavaScript 执行这段代码的时候，

	会先在全局作用域中添加一个dog 属性，并在堆中创建了一个空对象，将该对象的地址指向了 dog。

随后又创建一个长度为 1 的数组，并将属性地址指向了 dog.a。此时的内存占用如下所示:

	如果此时，将另外一个对象赋给了 a 属性，代码如下所示:

	dog.a = new Object()

此时的内存占用如图：

	a 的指向改变了， 此时堆中的数组对象就成为了不被使用的数据，专业名词叫「不可达」的数据，这就是需要回收的垃圾数据。

	

垃圾回收算法 

	可以将这个过程想象成从根溢出一个巨大的油漆桶，它从一个根节点出发将可到达的对象标记染色， 然后移除未标记的。

	

第一步：标记空间中「可达」值。 

	V8 采用的是可达性 (reachability) 算法来判断堆中的对象应不应该被回收。

	这个算法的思路是这样的：

	1.从根节点（Root）出发，遍历所有的对象。

	2.可以遍历到的对象，是可达的（reachable）。

	3.没有被遍历到的对象，不可达的（unreachable）。

	在浏览器环境下，根节点有很多，主要包括这几种：

	1.全局变量 window，位于每个 iframe 中

	2.文档 DOM 树

	3.存放在栈上的变量

...

	这些根节点不是垃圾，不可能被回收。

	

第二步：回收「不可达」的值所占据的内存。 

	在所有的标记完成之后，统一清理内存中所有不可达的对象。

	

第三步，做内存整理。 

	1.在频繁回收对象后，内存中就会存在大量不连续空间，专业名词叫「内存碎片」。

	2.当内存中出现了大量的内存碎片，如果需要分配较大的连续内存时，就有可能出现内存不足的情况。

	3.所以最后一步是整理内存碎片。(但这步其实是可选的，因为有的垃圾回收器不会产生内存碎片，比如接下来我们要介绍的副垃圾回收器。)

	

什么时候垃圾回收？ 

	浏览器进行垃圾回收的时候，会暂停 JavaScript 脚本，等垃圾回收完毕再继续执行。

	对于普通应用这样没什么问题，但对于 JS 游戏、动画等对连贯性要求比较高的应用，如果暂停时间很长就会造成页面卡顿。

	这就是我们接下来谈的关于垃圾回收的问题：什么时候进行垃圾回收，可以避免长时间暂停。

	

分代收集 

	浏览器将数据分为两种，一种是「临时」对象，一种是「长久」对象。

	1.临时对象：

	a.大部分对象在内存中存活的时间很短。

	b.比如函数内部声明的变量，或者块级作用域中的变量。当函数或者代码块执行结束时，作用域中定义的变量就会被销毁。

	c.这类对象很快就变得不可访问，应该快点回收。

	2.长久对象：

	a.生命周期很长的对象，比如全局的 window、DOM、Web API 等等。

	b.这类对象可以慢点回收。

	这两种对象对应不同的回收策略，所以，V8 把堆分为新生代和老生代两个区域， 新生代中存放临时对象，老生代中存放持久对象。

	并且让副垃圾回收器、主垃圾回收器，分别负责新生代、老生代的垃圾回收。

	这样就可以实现高效的垃圾回收啦。

	一般来说，面试回答到这就够了。如果想和面试官深入交流，可以继续聊聊两个垃圾回收器。

	

主垃圾回收器 

	负责老生代的垃圾回收，有两个特点：

1.对象占用空间大。
2.对象存活时间长。

它使用「标记-清除」的算法执行垃圾回收。

1.首先是标记。

从一组根元素开始，递归遍历这组根元素。

在这个遍历过程中，能到达的元素称为活动对象，没有到达的元素就可以判断为垃圾数据。

2.然后是垃圾清除。

直接将标记为垃圾的数据清理掉。

3.多次标记-清除后，会产生大量不连续的内存碎片，需要进行内存整理。

副垃圾回收器

	负责新生代的垃圾回收，通常只支持 1~8 M 的容量。

新生代被分为两个区域：一般是对象区域，一半是空闲区域。

	新加入的对象都被放入对象区域，等对象区域快满的时候，会执行一次垃圾清理。

这就回到我们前面留下的问题 -- 副垃圾回收器没有碎片整理。因为空闲区域里此时是有序的，没有碎片，也就不需要整理了。

这样，就完成了垃圾回收。

	因为副垃圾回收器操作比较频繁，所以为了执行效率，一般新生区的空间会被设置得比较小。

	一旦检测到空间装满了，就执行垃圾回收。

分代收集

	一句话总结分代回收就是：将堆分为新生代与老生代，多回收新生代，少回收老生代。

	这样就减少了每次需遍历的对象，从而减少每次垃圾回收的耗时。

增量收集

	如果脚本中有许多对象，引擎一次性遍历整个对象，会造成一个长时间暂停。

	所以引擎将垃圾收集工作分成更小的块，每次处理一部分，多次处理。

	这样就解决了长时间停顿的问题。

闲时收集

	垃圾收集器只会在 CPU 空闲时尝试运行，以减少可能对代码执行的影响。

本文作者：DGF 文章标题：谈谈浏览器的垃圾回收机制
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