深入浅出node.js学习笔记—node内存管理及GC机制

在node.js中，内存主要分为两个部分，堆内存和栈内存

• 堆内存（heap）：存放对象和闭包上下文，v8使用垃圾回收机制管理堆内存
• 栈内存（stack）：存放局部变量，栈内存的分配比较简单，当程序离开某作用域后，其栈指针下移(回退)，整个作用域的局部变量都会出栈被回收。

可通过 process.memoryUsage() 查看内存使用情况，单位为字节

• rss是分配的整体物理内存，包括堆、栈、代码段
• heapTotal是整体堆内存
• heapUsed是被使用的堆内存
• external: 代表v8管理的绑定到javascript的c++对象的内存

通常情况下，v8对堆内存的分配为， 64位系统下1.4GB，32位系统下0.7GB

node将堆内存分为新生代和老生代

• 新生代：存放存活时间较短的对象
• 老生代：存放存活时间较长的对象

在分代的基础上，对于新生代使用Scavenge算法，老生代使用Mark-Sweep和Mark-Compact

• 对象已经经历过一次复制翻转操作。
• To空间使用比例超过25%，设置25%的比例是因为，To空间将变成From空间，如果使用比例过高，可能影响后续的内存分配。

Scavenge算法

Scavenge算法主要通过 Cheney算法 实现，Cheney算法将新生代分为两部分，叫做 SemiSpace空间 ，该两个SemiSpace空间分别叫做 From空间和To空间 。

From空间为使用空间，To空间为闲置空间。分配新的内存空间时会分配到From空间。开始进行垃圾回收时，会检查From空间内的对象，将存活对象复制至To空间，释放From空间，然后将From空间和To空间进行翻转。

Scavenge算法的优点是速度快，无内存碎片，缺点是，只能使用一般的内存空间，但是由于新生代都是存活时间较短的对象，需要复制的对象属于少数。属于使用空间换时间的典型算法。只适用于新生代垃圾回收策略。

在新生代回收阶段，如果存活对象满足以下两个条件，会将该对象移动至老生代，该阶段叫做晋升

• 对象已经经历过一次复制翻转操作。
• To空间使用比例超过25%，设置25%的比例是因为，To空间将变成From空间，如果使用比例过高，可能影响后续的内存分配。

Mark-Sweep(标记清除)和Mark-Compact(标记整理)

Mark-Sweep分为标记和清除两个阶段，在标记阶段遍历所有老生代对象，对还存活的对象进行标记，在清除阶段释放未被标记的内存。

Mark-Sweep最大问题是，经过清除阶段后，内存空间会出现不连续状态，影响以后的内存分配。可能出现一个对象，需要分配内存空间很大，而现有内存碎片不能完成分配，进行提前垃圾回收，该回收是没有必要的。

为了解决Mark-Sweep的内存碎片问题，Mark-Compact被提了出来，它主要是在标记之后，将存活的对象往一侧移动，完成移动后，直接释放边界外的内存。

Incremental Marking

该三种算法执行时，为了保证javascript应用逻辑与垃圾回收机制保持一致，垃圾回收时都需要将应用逻辑停止，这种情况称之为“ 全停顿 ”

新生代Scavange算法，由于分配内存空间较小，存活对象较少，全停顿影响较少。

但是老生代内存空间较大，存储对象较多，全停顿时间较长。所以V8为了减少停顿空间，从标记阶段开始，改为增量标记（Incremental Marking）。将整体拆分为小“步进”，没执行一个“步进”就让js应用逻辑执行一会儿， 垃圾回收与应用逻辑交替进行。