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NodeJS的垃圾回收機制
對於每一門編程語言來說，如何進行垃圾回收都是很重要的。
JavaScript和Java一樣，由垃圾回收機制來進行自動內存管理，不需要像C/C++程序員那樣需要在編寫代碼過程中關注內存的分配和釋放問題。
對於瀏覽器開發時很少遇到因爲垃圾回收對應用程序造成性能影響，當在服務器端，內存管理的好壞、垃圾回收狀況是否優良，對於性能敏感的服務器都會構成影響。
Node是基於V8構建，所以在Node中使用JavaScript對象基本都是通過V8自己的方式來進行分配和管理。在瀏覽器端是綽綽有餘，但是在Node作爲服務器時卻限制了大內存的使用，從而影響了性能。
V8提供了調整內存限制的方法可以在Node無法分配足夠內存給JavaScript時放寬V8默認的內存限制，從而避免執行過程中稍微多用一些內存就導致崩潰。
V8的垃圾回收機制
V8的垃圾回收策略主要基於分代式垃圾回收機制。
在V8中，主要將內存分爲新生代和老生代兩代。
新生代中的對象爲存活時間較短的對象；
老生代中的對象爲存活時間較長或常駐內存的對象。
V8堆的整體大小就是新生代所用內存空間加上老生代的內存空間。新生代和老生代內存空間的最大值限制可以在啓動時就指定。
V8內存無法根據使用情況自動擴充，當內存分配超過極限值，會引起進程出錯。
V8默認設置下，64位系統老生代爲1400MB,32位系統下爲700MB；
新生代內存最大值在64位系統和32位系統上分別爲32MB和16MB。
默認V8堆內存的最大值在64位系統上爲1464 MB，也就是約1.4GB；32位系統上則爲732MB，也就是約0.7GB。
新生代 —— 使用Scavenge算法進行垃圾回收
在分代的基礎上，新生代中的對象主要通過Scavenge算法進行垃圾回收。
Scavenge算法
Scavenge具體實現主要才用了Cheney算法。
Cheney算法是一種採用複製的方式實現的垃圾回收算法。將堆內存一分爲二，每一部分空間稱爲semispace。在這兩個semispace空間中，處於使用狀態的semispace空間稱爲From空間，處於閒置狀態的空間稱爲To空間。
當分配對象時，先是在From空間中進行分配.當開始進行垃圾回收時，會檢查From空間中的存活對象，這些存活對象將被複制到To空間中，而非存活對象佔用的空間將會被釋放。完成複製後，From空間和To空間的角色發生對換。
簡而言之，在新生代垃圾回收的過程中，就是通過將存活對象在兩個semispace空間之間進行復制。
Scavenge是典型的犧牲空間換取時間的算法，所以無法大規模應用到所有垃圾回收中，但是非常適合應用在新生代中，因爲只複製存活對象，而新生代中對象的生命週期比較短(存活下來的對象少)，在時間上有優異的表現。
實際使用的堆內存是新生代中的兩個semispace空間大小和老生代所用內存大小之和。
當一個對象經過多次複製依然存活時（From空間中的存活對象在複製到To空間之前需要進行檢查），它將會被認爲是生命週期較長的對象。這種較長生命週期的對象隨後會被移動到老生代中，採用新的算法進行管理。對象從新生代中移動到老生代中的過程稱爲晉升。
晉升到老生代的條件爲：
- 是否經歷過Scavenge回收
- 從From空間複製對象到To空間時，如果To空間已經使用超過25%
設置25%的限制值是爲了當前完成回收後，當前空間變成From空間，如果佔比過高，會影響後續內存分配。
老生代 —— Mark-Sweep 和 Mark-Compact
Mark-Sweep
Mark-Sweep是標記清除的意思，它分爲標記和清除兩個階段。
Mark-Sweep在標記階段遍歷堆中的所有對象，並標記活着的對象，在隨後的清除階段中，只清除沒有被標記的對象。
Mark-Sweep最大的問題是在進行一次標記清除回收後，內存空間會出現不連續的狀態。這種內存碎片會對後續的內存分配造成問題。
Mark-Compact
Mark-Compact是標記整理的意思，和Mark-Sweep的差別在於對象在標記爲死亡後，在整理的過程中，將活着的對象往一端移動，移動完成後，直接清理掉邊界外的內存，解決Mark-Sweep的內存碎片問題。
由於Mark-Compact需要移動對象，所以它的執行速度不可能很快，所以在取捨上，V8主要使用Mark-Sweep，在空間不足以對從新生代中晉升過來的對象進行分配時才使用Mark-Compact。
3種垃圾回收算法的簡單對比：
| 回收算法 | Mark-Sweep（標記清除算法） | Mark-Compact(標記整理算法) | Scavenge |
|---|---|---|---|
| 速度 | 中等 | 最慢 | 最快 |
| 空間開銷 | 少（有碎片） | 少（無碎片） | 雙倍空間（無碎片） |
| 是否移動對象 | 否 | 是 | 是 |
Incremental Marking
應用背景：
爲了避免JavaScrip應用邏輯和垃圾回收器同時執行導致的混亂，垃圾回收執行時需要將應用邏輯暫停下來，等執行完垃圾回收後再恢復執行應用邏輯，這種行爲被稱爲 “全停頓”（stop-the-world）。
在V8的分代式垃圾回收中，一次小垃圾回收只收集新生代，由於新生代默認配置得較小，且其中存活對象通常較少，所以即便它是全停頓的影響也不大。但V8的老生代通常配置得較大，且存活對象較多，全堆垃圾回收（full 垃圾回收）的標記、清理、整理等動作造成的停頓就會比較可怕。
爲了降低全堆垃圾回收帶來的停頓時間，V8先從標記階段入手，將原本要一口氣停頓完成的動作改爲增量標記（incremental marking），也就是拆分爲許多小“步進”，每做完一"步進"就讓JavaScript應用邏輯執行一小會兒，垃圾回收與應用邏輯交替執行直到標記階段完成。
V8在經過增量標記的改進後，垃圾回收的最大停頓時間可以減少到原本的1/6左右。
V8後續還引入了延遲清理（lazy sweeping）與增量式整理（incremental compaction），讓清理與整理動作也變成增量式的。同時還計劃引入並行標記與並行清理，進一步利用多核性能降低每次停頓的時間。
垃圾回收是影響性能的因素之一，想要高性能的執行效率，需要注意讓垃圾回收儘量少地進行，尤其是全堆垃圾回收。