V8引擎垃圾回收策略：

• V8的垃圾回收策略主要是基于分代式垃圾回收机制，其根据对象的存活时间将内存的垃圾回收进行不同的分代，然后对不同的分代采用不同的垃圾回收算法。
• 在新生代的垃圾回收过程中主要采用了Scavenge算法；在老生代采用Mark-Sweep(标记清除)和Mark-Compact(标记整理)算法。

V8的内存结构

在V8引擎的堆结构组成中，其实除了新生代和老生代外，还包含其他几个部分，但是垃圾回收的过程主要出现在新生代和老生代，所以对于其他的部分我们没必要做太多的深入，有兴趣的小伙伴儿可以查阅下相关资料，V8的内存结构主要由以下几个部分组成：

• 新生代(new_space)：大多数的对象开始都会被分配在这里，这个区域相对较小但是垃圾回收特别频繁，该区域被分为两半，一半用来分配内存，另一半用于在垃圾回收时将需要保留的对象复制过来。
• 老生代(old_space)：新生代中的对象在存活一段时间后就会被转移到老生代内存区，相对于新生代该内存区域的垃圾回收频率较低。老生代又分为老生代指针区和老生代数据区，前者包含大多数可能存在指向其他对象的指针的对象，后者只保存原始数据对象，这些对象没有指向其他对象的指针。
• 大对象区(large_object_space)：存放体积超越其他区域大小的对象，每个对象都会有自己的内存，垃圾回收不会移动大对象区。
• 代码区(code_space)：代码对象，会被分配在这里，唯一拥有执行权限的内存区域。
• map区(map_space)：存放Cell和Map，每个区域都是存放相同大小的元素，结构简单(这里没有做具体深入的了解，有清楚的小伙伴儿还麻烦解释下)。

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新生代区：

新生代区主要采用Scavenge算法实现，它将新生代区划分为激活区（new space）又称为From区和未激活区（inactive new space）又称为To区。
程序中生命的对象会被存储在From空间中，当新生代进行垃圾回收时，处于From区中的尚存的活跃对象会复制到To区进行保存，然后对From中的对象进行回收，并将From空间和To空间角色对换，即To空间会变为新的From空间，原来的From空间则变为To空间。

Scavenge算法是一种典型的牺牲空间换取时间的算法，对于老生代内存来说，可能会存储大量对象，如果在老生代中使用这种算法，势必会造成内存资源的浪费，但是在新生代内存中，大部分对象的生命周期较短，在时间效率上表现可观，所以还是比较适合这种算法。

流程图

• 假设我们在From空间中分配了三个对象A、B、C
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• 当程序主线程任务第一次执行完毕后进入垃圾回收时，发现对象A已经没有其他引用，则表示可以对其进行回收

  
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• 对象B和对象C此时依旧处于活跃状态，因此会被复制到To空间中进行保存
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• 接下来将From空间中的所有非存活对象全部清除
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• 此时From空间中的内存已经清空，开始和To空间完成一次角色互换
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• 当程序主线程在执行第二个任务时，在From空间中分配了一个新对象D
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• 任务执行完毕后再次进入垃圾回收，发现对象D已经没有其他引用，表示可以对其进行回收

  
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• 对象B和对象C此时依旧处于活跃状态，再次被复制到To空间中进行保存
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• 再次将From空间中的所有非存活对象全部清除
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• From空间和To空间继续完成一次角色互换
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通过以上的流程图，我们可以很清楚地看到，Scavenge算法的垃圾回收过程主要就是将存活对象在From空间和To空间之间进行复制，同时完成两个空间之间的角色互换，因此该算法的缺点也比较明显，浪费了一半的内存用于复制。

对象晋升：

当一个对象在经过多次复制之后依旧存活，那么它会被认为是一个生命周期较长的对象，在下一次进行垃圾回收时，该对象会被直接转移到老生代中，这种对象从新生代转移到老生代的过程我们称之为晋升。

对象晋升的条件主要有以下两个（满足其一即可）：

• 对象是否经历过一次Scavenge算法
• To空间的内存占比是否已经超过25%

默认情况下，我们创建的对象都会分配在From空间中，当进行垃圾回收时，在将对象从From空间复制到To空间之前，会先检查该对象的内存地址来判断是否已经经历过一次Scavenge算法，如果地址已经发生变动则会将该对象转移到老生代中，不会再被复制到To空间。

之所以有25%的内存限制是因为To空间在经历过一次Scavenge算法后会和From空间完成角色互换，会变为From空间，后续的内存分配都是在From空间中进行的，如果内存使用过高甚至溢出，则会影响后续对象的分配，因此超过这个限制之后对象会被直接转移到老生代来进行管理。

老生代

在老生代中，因为管理着大量的存活对象，如果依旧使用Scavenge算法的话，很明显会浪费一半的内存，因此已经不再使用Scavenge算法，而是采用新的算法Mark-Sweep(标记清除)和Mark-Compact(标记整理)来进行管理。

在早前我们可能听说过一种算法叫做引用计数，该算法的原理比较简单，就是看对象是否还有其他引用指向它，如果没有指向该对象的引用，则该对象会被视为垃圾并被垃圾回收器回收，示例如下：

// 创建了两个对象obj1和obj2，其中obj2作为obj1的属性被obj1引用，因此不会被垃圾回收
let obj1 = {
    obj2: {
        a: 1
    }
}

// 创建obj3并将obj1赋值给obj3，让两个对象指向同一个内存地址
let obj3 = obj1;

// 将obj1重新赋值，此时原来obj1指向的对象现在只由obj3来表示
obj1 = null;

// 创建obj4并将obj3.obj2赋值给obj4
// 此时obj2所指向的对象有两个引用：一个是作为obj3的属性，另一个是变量obj4
let obj4 = obj3.obj2;

// 将obj3重新赋值，此时本可以对obj3指向的对象进行回收，但是因为obj3.obj2被obj4所引用，因此依旧不能被回收
obj3 = null;

// 此时obj3.obj2已经没有指向它的引用，因此obj3指向的对象在此时可以被回收
obj4 = null;

上述例子在经过一系列操作后最终对象会被垃圾回收，但是一旦我们碰到循环引用的场景，就会出现问题，我们看下面的例子：

function foo() {
    let a = {};
    let b = {};
    a.a1 = b;
    b.b1 = a;
}
foo();

这个例子中我们将对象a的a1属性指向对象b，将对象b的b1属性指向对象a，形成两个对象相互引用，在foo函数执行完毕后，函数的作用域已经被销毁，作用域中包含的变量a和b本应该可以被回收，但是因为采用了引用计数的算法，两个变量均存在指向自身的引用，因此依旧无法被回收，导致内存泄漏。

因此为了避免循环引用导致的内存泄漏问题，截至2012年所有的现代浏览器均放弃了这种算法，转而采用新的Mark-Sweep(标记清除)和Mark-Compact(标记整理)算法。在上面循环引用的例子中，因为变量a和变量b无法从window全局对象访问到，因此无法对其进行标记，所以最终会被回收。

Mark-Sweep(标记清除)
Mark-Sweep(标记清除)分为标记和清除两个阶段，在标记阶段会遍历堆中的所有对象，然后标记活着的对象，在清除阶段中，会将死亡的对象进行清除。Mark-Sweep算法主要是通过判断某个对象是否可以被访问到，从而知道该对象是否应该被回收，具体步骤如下：

• 垃圾回收器会在内部构建一个根列表，用于从根节点出发去寻找那些可以被访问到的变量。比如在JavaScript中，window全局对象可以看成一个根节点。
• 然后，垃圾回收器从所有根节点出发，遍历其可以访问到的子节点，并将其标记为活动的，根节点不能到达的地方即为非活动的，将会被视为垃圾。
• 最后，垃圾回收器将会释放所有非活动的内存块，并将其归还给操作系统。

以下几种情况都可以作为根节点：

• 全局对象
• 本地函数的局部变量和参数
• 当前嵌套调用链上的其他函数的变量和参数

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但是Mark-Sweep算法存在一个问题，就是在经历过一次标记清除后，内存空间可能会出现不连续的状态，因为我们所清理的对象的内存地址可能不是连续的，所以就会出现内存碎片的问题，导致后面如果需要分配一个大对象而空闲内存不足以分配，就会提前触发垃圾回收，而这次垃圾回收其实是没必要的，因为我们确实有很多空闲内存，只不过是不连续的。

** Mark-Compact(标记整理)**
为了解决这种内存碎片的问题，Mark-Compact(标记整理)算法被提了出来，该算法主要就是用来解决内存的碎片化问题的，回收过程中将死亡对象清除后，在整理的过程中，会将活动的对象往堆内存的一端进行移动，移动完成后再清理掉边界外的全部内存，我们可以用如下流程图来表示：

• 假设在老生代中有A、B、C、D四个对象

  
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• 在垃圾回收的标记阶段，将对象A和对象C标记为活动的
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• 在垃圾回收的整理阶段，将活动的对象往堆内存的一端移动
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• 在垃圾回收的清除阶段，将活动对象左侧的内存全部回收
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至此就完成了一次老生代垃圾回收的全部过程，我们在前文中说过，由于JS的单线程机制，垃圾回收的过程会阻碍主线程同步任务的执行，待执行完垃圾回收后才会再次恢复执行主任务的逻辑，这种行为被称为全停顿(stop-the-world)。在标记阶段同样会阻碍主线程的执行，一般来说，老生代会保存大量存活的对象，如果在标记阶段将整个堆内存遍历一遍，那么势必会造成严重的卡顿。

因此，为了减少垃圾回收带来的停顿时间，V8引擎又引入了Incremental Marking(增量标记)的概念，即将原本需要一次性遍历堆内存的操作改为增量标记的方式，先标记堆内存中的一部分对象，然后暂停，将执行权重新交给JS主线程，待主线程任务执行完毕后再从原来暂停标记的地方继续标记，直到标记完整个堆内存。这个理念其实有点像React框架中的Fiber架构，只有在浏览器的空闲时间才会去遍历Fiber Tree执行对应的任务，否则延迟执行，尽可能少地影响主线程的任务，避免应用卡顿，提升应用性能。

得益于增量标记的好处，V8引擎后续继续引入了延迟清理(lazy sweeping)和增量式整理(incremental compaction)，让清理和整理的过程也变成增量式的。同时为了充分利用多核CPU的性能，也将引入并行标记和并行清理，进一步地减少垃圾回收对主线程的影响，为应用提升更多的性能。