GC —— 垃圾回收机制认识与算法详解

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

• [x] 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
• [x] GC垃圾：程序中 不再需要使用的，程序中不能再访问的 对象
• [x] 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0就GC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，num1和num2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user1、user2、user3被nameList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<br/>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<br/>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

分 标记 和 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

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<br/>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：

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

在 标记 和 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

整理之后要将非活动对象进行清除

最后就留出了整个的空闲空间

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。