快速学习nodejs系列：十一、nodejs垃圾回收

nodejs的垃圾回收机制是由v8引擎自动管理的。

nodejs的内存限制
在一般的后端语言（php）来说，内存的使用上是没有限制的，但对于nodejs来说只能使用系统的部分----64位系统为1.4G，32位系统位0.7G。这时如果你要处理个3G文件进行数据分析，即使系统的内存为8G，在该nodejs进程内存还是会溢出。

造成上面这个问题主要是因为nodejs是基于v8的，nodejs是通过v8自己的方式来管理内存的。那v8为什么要限制堆内存的大小呢？原因有2：
1.表层原因：v8是为浏览器设计的，不大可能遇到大内存的情景。
2.深层原因：v8垃圾回收机制的限制。以1.5G的堆内存为例，v8做一次小的垃圾回收需要50ms，做一次非增量的垃圾回收要1s。垃圾回收时会引起js的线程的暂停，在这样的时间花销下，应用的性能、响应能力会直线下降。
内存限制是可以打开的：
--max-old-space-size(老生代)
--max-new-space-size(新生代)
v8堆内存大小 = 老生代 + 新生代

v8垃圾回收机制
v8垃圾回收主要是基于分代式垃圾回收机制。按对象的存活时间将内存的垃圾回收进行不同的分代，分别对不同的分代内存进行不同的算法。

新生代--->存活时间较短的对象
老生代--->存活时间较长或常驻内存的对象
上面也说过，nodejs堆内存的大小是新生代内存空间加上老生代内存空间。

新生代算法
新生代主要是通过scavenge算法进行垃圾回收。

这是一种采用复制的方式来实现垃圾回收，将堆内存一分为二，每个空间称为semispace。在这2个semispace空间中，只有一个处于使用中（称为from空间），另一个处于空闲中（称为to空间）。开始分配时首先从from空间开始，当开始垃圾回收时，也是从from空间开始检查存活对象，把存活对象复制到to空间，而非存活对象占用的空间就会被释放。完成复制后，from空间和to空间角色对调。
从上面的过程可以知道，scavenge的缺点就是只使用了一半的堆内存，牺牲空间获取时间。

老生代通过mark-sweep、mark-comopact算法。

mark-sweep标记清除，分为标记、清除2个阶段。mark-sweep先在标记阶段遍历堆内存中的所有对象，并标记存活的对象；在清除阶段把没有被标记的对象清除。可以看出，scavenge只复制存活的对象，mark-sweep只清理死亡的对象。因为在新生代中存活的对象占用小部分，而在老生代中死亡对象占用小部分，这是这2中算法高效的原因。

Mark-compact标记整理，mark-sweep中会出现一个问题，在回收后，对内存会出现不连续的状态（内存碎片）。内存碎片会对后续的内存分配造成影响，因为会有这样一种情况：需要分配个大内存，而所有内存碎片都无法完成分配，这会提前触发垃圾回收，而这个回收时不必要的。Mark-compact是在Mark-sweep基础上演变而来的，它主要区别在于：对象被标记后，在整理的过程中会将存活的对象都往一端移动，移动完成后直接清除。

小结：在正常的使用过程中，v8的内存限制还是够用的，但nodejs的垃圾回收、单线程还是会影响性能。想要高性能，需要让垃圾回收尽量小。在实际的开发中要老生代对象的使用，如实现web服务的会话（session）,一般会通过内存来存储（数组），在访问量大的情况下会导致老生代对象剧增，有可能造成溢出。如果要处理大内存的数据，比如读取3G的文件，我们会通过可读流的pipe()方法，这样就不会受到v8内存的限制影响，提高了nodejs程序的健壮性。