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GC —— 垃圾回收机制认识与算法详解

GC —— 垃圾回收机制认识与算法详解

作者: 顽皮的雪狐七七 | 来源:发表于2020-12-13 11:43 被阅读0次

    目录

    • GC相关概念
    • 常见GC算法
    • 引用计数算法
      • 核心思想
      • 实现原理
      • 实例
      • 优缺点
    • 标记清除算法
      • 核心思想
      • 实现原理
      • 图示
      • 优缺点
    • 标记整理算法
      • 核心思想
      • 实现原理
      • 图示
      • 优缺点

    GC相关概念

    • GC:垃圾回收机制的简写,垃圾回收期完成具体的工作.可以找到内存中的垃圾、并释放和回收空间
    • GC垃圾:程序中 不再需要使用的程序中不能再访问的 对象
    • GC算法:是GC工作时查找和回收所遵循的规则

    常见GC算法

    • 引用计数
    • 标记清除
    • 标记整理
    • 分待回收(V8用到的)

    引用计数算法

    核心思想

    设置引用数,判断当前引用数是否为0来决定是不是垃圾对象,如果是0GC就进行工作,进行回收。

    实现原理

    • 引用计数器
    • 引用关系改变时修改引用数字
    • 引用数字为0时立即回收

    实例

    const user1 = { age: 11 }
    const user2 = { age: 12 }
    const user3 = { age: 13 }
    const nameList = [user1.age, user2.age, user3.age]
    
    function fn() {
      const num1 = 1
      const num2 = 2
      num3 = 3
    }
    
    fn()
    

    当函数调用过后,num1num2在外部不能使用,引用数为0,会被回收 ;
    num3是挂载在window上的,所以不会被回收 ;
    上面的user1user2user3nameList引用,所以引用数不为0不会被回收 ;

    优缺点

    引用计数算法 内容
    优点 1. 发现垃圾时立即回收
    2. 最大限度减少程序暂停,让空间不会有被占满的时候
    缺点 1. 无法回收循环引用的对象
    2. 资源消耗开销大(对所有对象进行数值的监控和修改,本身就会占用时间和资源)

    下面举一栗子说明上面缺点中无法回收循环应用对象的情况:

    
    function fn() {
      const obj1 = {}
      const obj2 = {}
      obj1.name = obj2
      obj2.name = obj1
      return 'hello world'
    }
    
    fn()
    // obj1和obj2,因为互相有引用,所以计数器并不为0,fn调用之后依旧无法回收这两个对象
    

    标记清除算法

    相比原理实现更加简单,还能解决相应问题,V8当中会大量使用到。

    核心思想

    标记清除 两个阶段完成

    实现原理

    • 第一阶段:遍历所有对象找活动对象(可达对象)标记(层次用递归进行操作)
    • 第二阶段:遍历多有对象清除没有标记对象并抹掉第一个阶段标的标记
    • 回收相应空间,将回收的空间加到空闲链表中,方便后面的程序申请空间使用

    图示

    image

    优缺点

    标记清除算法 内容
    优点 相对于引用计数算法来说解决对象循环引用的问题,局部作用域里面的内容无法被标记,所以即使有引用还是会被清除掉
    缺点 1. 空间链表地址不连续(空间碎片化),不能进行空间最大化使用
    2. 不会立即回收垃圾对象,清除的时候程序是停止工作的。

    下面是空间链表地址不连续的图示,可以更好的帮我们理解:

    image

    左边释放了2个字的空间,后边释放了1个字的空间,虽然看起来是释放了3个字的空间,但是地址是不连续的。如果要申请一个1.5字的空间,使用左边空间浪费了0.5,时候右边又不够,会造成无法最大化使用。

    标记整理算法

    这个算法和标记清除算法配合在V8中也是广泛应用。

    核心思想

    标记清除 中间,添加了内存空间的 整理

    实现原理

    • 标记整理可以看做是标记清除的 增强
    • 标记阶段:与标记清除一致
    • 整理阶段:清除钱先执行整理,移动对象位置,在地址上产生连续
    • 清除阶段:与标记清除一致

    图示

    开始会有很多活动对象和非活动对象,还有一些空闲空间,回收前先开始整理


    image

    整理之后要将非活动对象进行清除

    image

    最后就留出了整个的空闲空间

    image

    优缺点

    标记整理算法 内容
    优点 相较标记清除算法减少了碎片化空间
    缺点 不会立即回收垃圾对象,清除的时候程序是停止工作的。

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