理解 Node.js 的 GC 机制 (2)

为了解决 Mark-Sweep 的内存碎片问题,Mark-Compact 被提出来。Mark-Compact是标记整理的意思,是在 Mark-Sweep 的基础上演进而来的。它们的差别在于对象在标记为死亡后,在整理过程中,将活着的对象往一端移动,移动完成后,直接清理掉边界外的内存。

理解 Node.js 的 GC 机制

下表为3种主要垃圾回收算法的简单比较

理解 Node.js 的 GC 机制

从表中可以看出,在 Mark-Sweep 和 Mark-Compact 之间,由于 Mark-Compact 需要移动对象,所以它的执行速度不可能很快,所以在取舍上,V8 主要使用 Mark-Sweep,在空间不足以从新生代中晋升过来的对象进行分配时才使用 Mark-Compact 。

Incremental Marking

为了避免出现 JavaScript 应用逻辑与垃圾回收器看到的不一致的情况,垃圾回收的3种算法都需要将应用逻辑暂停下来,这种行为称为“全停顿” (stop-the-world)。

由于新生代配置的空间较小,存活对象较少,全停顿对新生代影响不大。但老生代通常配置的空间较大,且存活对象较多,全堆垃圾回收(full 垃圾回收)的标记、清除、整理等动作造成的停顿就会比较可怕。

为了降低全堆垃圾回收带来的停顿时间,V8 先从标记阶段入手,将原本要一口气停顿完成的动作改成增量标记(Incremental Marking),也就是拆分为许多小“步进”,每做完一“步进”就让JavaScript应用逻辑执行一小会儿,垃圾回收和应用逻辑交替执行直到标记阶段完成。

理解 Node.js 的 GC 机制

V8 在经过增量标记的改进后,垃圾回收的最大停顿时间可以减少到原本的 1/6 左右。

查看GC日志

查看垃圾回收日志的方式主要是在启动时添加 --trace_gc 参数。

小结

Node 的 JavaScript 执行引擎为 V8,内存使用和控制也受限于 V8。

V8 把内存分为新生代和老生代,分别存放存活时间较短和存活时间较长或常驻内存的对象。

在新生代中使用 Scavenge 算法进行垃圾回收,优点是速度快无内存碎片,缺点是占用双倍内存空间。

在老生代中将 Mark-Sweep 和 Mark-Compact 两种算法结合使用,主要使用 Mark-Sweep,优点的是无需移动对象,缺点是产生内存碎片。Mark-Compact 是对 Mark-Sweep 的补充,在空间不足以对新晋升的对象进行分配时整理内存,清除内存碎片,由于要移动对象,速度较慢。

V8 使用 Incremental Marking 来减少全停顿带来的影响。

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