学习笔记

外观

V8引擎

约 2520 字大约 8 分钟

2021-03-07

如何查看V8的内存使用情况？

使用process.memoryUsage(),返回如下

{
  rss: 4935680,
  heapTotal: 1826816,
  heapUsed: 650472,
  external: 49879
}

heapTotal 和 heapUsed 代表V8的内存使用情况。 external代表V8管理的，绑定到Javascript的C++对象的内存使用情况。 rss, 驻留集大小, 是给这个进程分配了多少物理内存(占总分配内存的一部分) 这些物理内存中包含堆，栈，和代码段。

V8的内存限制是多少，为什么V8这样设计？

64位系统下是1.4GB， 32位系统下是0.7GB。因为1.5GB的垃圾回收堆内存，V8需要花费50毫秒以上，做一次非增量式的垃圾回收甚至要1秒以上。这是垃圾回收中引起Javascript线程暂停执行的事件，在这样的花销下，应用的性能和影响力都会直线下降。

V8引擎垃圾回收机制

垃圾回收：将内存中不再使用的数据进行清理，释放出内存空间。V8将内存分成 新生代空间 和 老生代空间。

新生代空间：

  • 又分为两个空间：from空间 和 to空间
  • Scavenge GC算法：当from空间被占满时，启动GC算法
    • 存活的对象从from space转移到to space
    • 清空from space
    • from space 与 to space互换
    • 完成一次新生代GC

老生代空间：用于存活时间较长的对象

  • 从新生代空间转移到老生代空间的条件
    • 经历过一次以上Scavenge GC的对象
    • 当to space体积超过25%
  • 标记清除算法：标记存活的对象，未被标记的则被释放
    • 增量标记：小模块标记，在代码执行间隙执行，GC会影响性能
    • 并发标记(最新技术)：不阻塞js执行
  • 压缩算法：将内存中清除后导致的碎片化对象往内存堆的一端移动，解决 内存的碎片化

V8的内存分代和回收算法请简单讲一讲

在V8中，主要将内存分为新生代和老生代两代。新生代中的对象存活时间较短的对象，老生代中的对象存活时间较长，或常驻内存的对象。

新生代

新生代中的对象主要通过Scavenge算法进行垃圾回收。这是一种采用复制的方式实现的垃圾回收算法。它将堆内存一份为二，每一部分空间成为semispace。在这两个semispace空间中，只有一个处于使用中，另一个处于闲置状态。处于使用状态的semispace空间称为From空间，处于闲置状态的空间称为To空间。

  • 当开始垃圾回收的时候，会检查From空间中的存活对象，这些存活对象将被复制到To空间中，而非存活对象占用的空间将会被释放。完成复制后，From空间和To空间发生角色对换。
  • 应为新生代中对象的生命周期比较短，就比较适合这个算法。
  • 当一个对象经过多次复制依然存活，它将会被认为是生命周期较长的对象。这种新生代中生命周期较长的对象随后会被移到老生代中。

老生代

老生代主要采取的是标记清除的垃圾回收算法。与Scavenge复制活着的对象不同，标记清除算法在标记阶段遍历堆中的所有对象，并标记活着的对象，只清理死亡对象。活对象在新生代中只占叫小部分，死对象在老生代中只占较小部分，这是为什么采用标记清除算法的原因。

标记清楚算法的问题

主要问题是每一次进行标记清除回收后，内存空间会出现不连续的状态

  • 这种内存碎片会对后续内存分配造成问题，很可能出现需要分配一个大对象的情况，这时所有的碎片空间都无法完成此次分配，就会提前触发垃圾回收，而这次回收是不必要的。
  • 为了解决碎片问题，标记整理被提出来。就是在对象被标记死亡后，在整理的过程中，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。

哪些情况会造成V8无法立即回收内存

闭包和全局变量

请谈一下内存泄漏是什么，以及常见内存泄漏的原因，和排查的方法

什么是内存泄漏

  • 内存泄漏(Memory Leak)指由于疏忽或错误造成程序未能释放已经不再使用的内存的情况。
  • 如果内存泄漏的位置比较关键，那么随着处理的进行可能持有越来越多的无用内存，这些无用的内存变多会引起服务器响应速度变慢。
  • 严重的情况下导致内存达到某个极限(可能是进程的上限，如 v8 的上限;也可能是系统可提供的内存上限)会使得应用程序崩溃。
  • 常见内存泄漏的原因 内存泄漏的几种情况:
  • 全局变量
a = 10;
//未声明对象。
global.b = 11;
//全局变量引用
这种比较简单的原因，全局变量直接挂在 root 对象上，不会被清除掉。
  • 闭包
function out() {
  const bigData = new Buffer(100);
    inner = function () {
  }
}

闭包会引用到父级函数中的变量，如果闭包未释放，就会导致内存泄漏。上面例子是 inner 直接挂在了 root 上，那么每次执行 out 函数所产生的 bigData 都不会释放，从而导致内存泄漏。

需要注意的是，这里举得例子只是简单的将引用挂在全局对象上，实际的业务情况可能是挂在某个可以从 root 追溯到的对象上导致的。

  • 事件监听
    Node.js 的事件监听也可能出现的内存泄漏。例如对同一个事件重复监听，忘记移除(removeListener)，将造成内存泄漏。这种情况很容易在复用对象上添加事件时出现，所以事件重复监听可能收到如下警告：
emitter.setMaxListeners() to increase limit

例如，Node.js 中 Agent 的 keepAlive 为 true 时，可能造成的内存泄漏。当 Agent keepAlive 为 true 的时候，将会复用之前使用过的 socket，如果在 socket 上添加事件监听，忘记清除的话，因为 socket 的复用，将导致事件重复监听从而产生内存泄漏。

原理上与前一个添加事件监听的时候忘了清除是一样的。在使用 Node.js 的 http 模块时，不通过 keepAlive 复用是没有问题的，复用了以后就会可能产生内存泄漏。所以，你需要了解添加事件监听的对象的生命周期，并注意自行移除。

排查方法

想要定位内存泄漏，通常会有两种情况：

  • 对于只要正常使用就可以重现的内存泄漏，这是很简单的情况只要在测试环境模拟就可以排查了。
  • 对于偶然的内存泄漏，一般会与特殊的输入有关系。想稳定重现这种输入是很耗时的过程。如果不能通过代码的日志定位到这个特殊的输入，那么推荐去生产环境打印内存快照了。
  • 需要注意的是，打印内存快照是很耗 CPU 的操作，可能会对线上业务造成影响。 快照工具推荐使用 heapdump 用来保存内存快照，使用 devtool 来查看内存快照。
  • 使用 heapdump 保存内存快照时，只会有 Node.js 环境中的对象，不会受到干扰(如果使用 node-inspector 的话，快照中会有前端的变量干扰)。
  • PS：安装 heapdump 在某些 Node.js 版本上可能出错，建议使用 npm install heapdump -target=Node.js 版本来安装。

js垃圾回收的几种方式？

javascript具有自动垃圾回收机制，垃圾器回收会按照固定的时间间隔周期性的执行。

常见的垃圾回收机制有两种： 标记清除，引用计数。

标记清除

原理： 当变量进入环境时，将这个变量标记为“进入环境”。当变量离开时，则将其标记为“离开环境”。标记“离开环境”的就回收内存。

工作流程：

  • 垃圾回收器，在运行的时候会给存储在内存中的所有变量都加上标记；
  • 去掉环境中的变量以及被环境中的变量引用的变量的标记；
  • 再被加上标记的会被视为准备删除的变量；
  • 垃圾回收器完成内存清除工作，销毁那些带标记的值并回收他们所占用的内存空间；

引用计数

原理： 跟踪记录每个值被引用的次数，声明一个变量，并将引用 类型赋值给这个变量，则这个值的引用次数+1，当变量的值变成了另一个，则这个值的引用次数-1，当值的引用次数为0的时候，就回收。

工作流程：

  • 声明了一个变量并将一个引用类型的值赋值给这个变量，这个引用值的引用次数就是1；
  • 同一个值又被赋值给另一个变量，这个引用类型值此时的引用次数+1；
  • 当包含这个引用类型值的变量又被赋值成另一个值，那么这个引用呢性值的引用次数-1；
  • 当引用次数变成0时，说明目前无法访问此值；
  • 当垃圾收集器下一次运行时，它会释放引用次数是0的值所占的内存；