JS 的垃圾回收机制是怎样的？

详细解析#

判断标准：可达性#

从一组"根"出发，沿着引用能访问到的对象是"活"的，其余的都可以回收。根主要包括：

• 全局对象，例如浏览器中的 window
• 当前调用栈上各个函数的局部变量和参数
• 宿主环境内部持有的引用，例如还没执行的定时器回调

判断的是"从根能不能访问到"，而不是"有没有被引用"：两个对象互相引用，但从根访问不到，照样会被回收。

引用计数#

记录每个对象被引用的次数，降到 0 时回收。它无法处理循环引用：

function f() {
  const a = {}
  const b = {}
  a.other = b
  b.other = a // 互相引用，两者的引用次数都不会降到 0
}
f() // 执行完后 a、b 都不可达，但按引用计数永远不会被回收

所以现代 JS 引擎不把它作为主要算法。

标记清除与标记整理#

1. 标记：从根出发遍历，给所有可达对象做标记
2. 清除：回收所有没有标记的对象

清除后空闲内存是零散的，这就是内存碎片，之后分配较大的对象时可能找不到足够的连续空间。标记整理在标记之后把存活对象移动到一起、紧凑排列，让空闲空间连成一片，代价是移动对象要花更多时间。

V8 的分代回收#

大多数对象创建后很快就不再使用，少数对象会存活很久。V8 据此把堆分成新生代和老生代，分别使用不同的算法：

Scavenge：新生代分为两个大小相同的半空间，新对象分配在其中一个（From）。回收时把 From 中的存活对象复制到另一个空闲的半空间（To），依次紧密排列，然后清空 From，两者交换角色。经过一定次数回收仍然存活的对象会晋升到老生代。老生代对象引用新生代对象的情况由写屏障记录下来，回收新生代时把它们也当作根，不需要扫描整个老生代。

减少全停顿#

垃圾回收时暂停 JS 执行的这段时间叫全停顿（stop-the-world）。老生代空间大，如果一口气完成整个标记和清理，停顿时间很长，页面会明显卡顿。V8 的垃圾回收器（项目名 Orinoco）用了几种技术缩短停顿：

• 增量标记：把标记工作拆成许多小步，和 JS 交替执行，每次只暂停很短的时间
• 并发标记：在后台线程做标记，主线程继续执行 JS
• 并行回收：暂停期间由主线程和多个辅助线程一起完成回收工作，缩短暂停时间

增量标记靠三色标记记录进度：白色是还没访问到的对象，灰色是自身已标记、但它引用的对象还没处理完，黑色是自身和引用都处理完了；暂停后从灰色对象继续，标记结束时仍是白色的对象就是垃圾。标记与 JS 交替或同时进行时，JS 可能修改对象之间的引用，V8 用写屏障记录这些修改，保证不会漏标仍然存活的对象。

开发者能做什么#

• 及时解除不再需要的长期引用：清除定时器、移除事件监听、清理缓存
• 避免意外的全局变量，给缓存设置上限，常见问题见内存泄漏
• 以对象为键关联数据时用 WeakMap，它不会阻止键对象被回收；WeakRef 可以持有不阻止回收的引用，见 Map 和 WeakMap

面试官可能追问#

易错点#

• 判断能否回收的标准是"从根是否可达"，不是"是否还被引用"
• 把变量置为 null 只是断开一个引用，不会立刻释放内存；对象没有其他引用时，才会在之后的某次回收中被清理
• JS 没有标准的 API 主动触发垃圾回收；Node.js 用 --expose-gc 启动后可以调用 gc()，一般只用于调试