V8 的垃圾回收策略主要基於分代式垃圾回收機制。所謂分代式，就是將內存空間分為新生代和老生代兩種，然后采用不同的回收算法進行回收。
新生代空間
新生代空間中的對象為存活時間較短的對象，大多數的對象被分配在這里，這個區域很小但是垃圾回特別頻繁 。
它將堆內存一分為二，每一部分空間稱為 semispace，其中一個處於使用狀態（from 空間），另一個處於閑置狀態（to 空間）
對於新產生的對象，將從 from 空間中分配內存 。
新生代分配內存非常容易，我們只需要保存一個指向內存區的指針，不斷根據新對象的大小進行遞增即可。當該指針到達了新生代內存區的末尾，就會觸發一次垃圾回收。
新生代的垃圾回收采用 Scavenge 算法 ，其工作原理如下：
首先檢查 from 空間，將存活對象復制到 to 空間，非存活對象將會被釋放。完成復制后，from 空間和 to 空間角色發生轉換。新產生的對象始終從 from 空間中分配內存，to 空間則處於閑置狀態。當再次進行垃圾回收時，也會執行和第一次同樣的操作，如果存在以下兩種情況，存活對象就會被復制到老生代空間中，這個過程稱為對象晉升。
- 存活對象已經經歷過一次 Scavenge 回收 。
- to 空間內存占用比例超過 25% （保證下次新對象有足夠的空間可分配）
老生代空間
老生代空間中的對象為存活時間長或常駐內存對象，大多數從新生代晉升的對象會被移動到這里。
老生代占用內存較多，如果使用 Scavenge算法，不僅會浪費一半空間，復制如此大塊的內存消耗時間將會很長，所以 Scavenge 算法顯然不適合。
V8 對於老生代中的垃圾回收，采用 Mark-Sweep （標記清除） 和 Mark-Compact（標記整理） 相結合 。
【1】Mark-Sweep
Mark-Sweep 分為 標記 和 清除 兩個階段 。
在標記階段需要遍歷堆中的所有對象，並標記那些活着的對象，然后進入清除階段。在清除階段，只清除沒有被標記的對象。由於標記清除只清除死亡對象，而死亡對象在老生代中占用的比例很小，所以效率較高。
標記清除存在的問題是，進行一次標記清除后，內存空間往往是不連續的，會出現很多的內存碎片。如果后續需要分配一個需要內存空間較多的對象時，如果所有的內存碎片都不夠用，將會使得V8無法完成這次分配，提前觸發垃圾回收。
【2】Mark-Compact
標記整理正是為了解決標記清除所帶來的內存碎片的問題。標記整理在標記清除的基礎進行修改，將其的清除階段變為緊縮極端。在整理的過程中，將活着的對象向內存區的一段移動，移動完成后直接清理掉邊界外的內存。緊縮過程涉及對象的移動，所以效率並不是太好，但是能保證不會生成內存碎片。
三種回收策略比較
從圖中可以看出，在 Mark-Sweep 和 Mark-Compact 之間，由於 Mark-Compact 需要移動對象，所以它的執行速度最慢。
所以在取舍上，V8 主要使用 Mark-Sweep，在空間不足以對新生代中晉升過來的對象進行分配時才使用 Mark-Compact 。
垃圾回收引起的性能問題
為了避免出現 JavaScript 應用邏輯 與 垃圾回收操作 產生不一致的沖突，垃圾回收的三種基本算法都需要將應用邏輯暫停下來，待垃圾回收完成后，再恢復執行應用邏輯，這種行為被稱為全停頓 。
按官方說法，以 1.5G 的垃圾回收堆內存為例，V8 做一次小的垃圾回收需要 50ms 以上，做一次非增量式垃圾回收甚至需要 1s 以上。這是垃圾回收中引起的 JavaScript 線程暫停執行時間，在這樣的時間花銷下，應用性能和響應能力都會直線下降。
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的較小，且其中活動對象通常較少，所以即便它是全停頓，影響也不大。
但 V8 的老生代通常配置較大，且存活對象較多，全堆垃圾回收的標記、清理、整理等動作造成的停頓就會比較嚴重。
為降低全堆垃圾回收而導致的停頓時間，V8 做了以下改善措施：
【1】限制堆內存大小
- 新生代：64 位系統 和 32 位系統分別為 32M 和 16 M （from 和 to 空間各占一半）
- 老生代：64 位系統 和 32 位系統分別為 1400M 和 700 M
【2】增量式垃圾回收
V8 先從標記階段入手，將原來一口氣停頓完成的動作改為 增量標記（Incremental Marking），也就是拆分為許多小步進，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 后續還引入 Lazy Sweep（延遲清除）、Incremental Compaction （增量式整理），讓清理與整理動作也變成增量式的。同時還計划引入並行標記與並行整理，進一步利用多核性能來降低每次停頓的時間。
垃圾回收的觸發條件
作用域： 能形成作用域的函數調用、with 語句 以及 全局作用域。
閉包： V8 無法主動回收內存中的閉包引用和全局變量引用。
內存泄漏
通常，造成內存泄漏的原因有如下幾個：
- 隊列消費不及時
- 作用域未釋放
原創發布 @一像素 2017.08
參考文獻：
[1] 朴靈，深入淺出Node.js，人民郵電出版社，2013