Nodejs内存控制详解(上篇)
1 V8的垃圾回收机制与内存限制
JavaScript与Java一样,由垃圾回收机制来进行自动的内存管理。对于性能敏感的服务器端程序,内存管理的好坏、垃圾回收状况是否优良,都会对服务构成影响。而在Node中,这一切与V8引擎息息相关。
1.2 V8的内存限制
Node中通过JavaScript只能使用部分内存(64位约1.4G,32位约0.7G)。V8对内存做了限制。因此这种限制下,将会导致Node无法直接操作大内存对象。
1.3 V8的对象分配
V8中,所有的JavaScript对象都是通过堆来分配的。
可以使用以下命令查看Node中V8内存的使用量。
> $ node
> process.memoryUsage();
{ rss: 25939968,heapTotal: 5767168,//已申请到的堆内存heapUsed: 4707312,//当前使用的量external: 8671 }
复制代码
至于rss为何物,我们会在下面介绍。
V8的堆示意图:
限制内存原因:
- 首先V8是为浏览器而设计的;前期足以满足网页端的需求;
- 深层原因是V8的垃圾回收机制,垃圾回收耗时,引起JavaScript线程暂停执行时间。
- 可以手工调整内存大小
node --max-old-space-size=1700 test.js //单位为MB。设置老生代node --max-new-space-size=1024 test.js //单位为KB。设置新生代
复制代码
1.4 V8的垃圾回收机制
主要的垃圾回收策略是
基于分代式
的垃圾回收机制:将对象的存活时间进行不同的分代
;
V8中,主要将内存分为新生代和老生代。新生代中的对象为存活时间较短的对象,老生代中的对象为存活时间较长或常驻内存的对象。
前面讲到的命令是可以分别设置新生代和老生代的大小。
新生代和老生代的最大值需要在启动时就指定,因此无法动态 扩展。手工设置新生代或老生代的内存,只能在启动时就指定,无法动态的扩展。
Scavenge算法
在分代的基础上,新生代中的对象主要通过Scavenge算法进行垃圾回收。Scavenge算法的具体实现中采用了Cheney算法。
- Cheney算法主要使用了
复制
的方式实现。
- 新生代堆内存被一分为二
- From区存放处于使用状态对象
- TO区为闲置空间
- 分配对象时首先在From分配
- 垃圾回收时,检查From空间中的存活对象,将这些对象复制到TO空间。非存活对象直接释放对应空间。
- 垃圾回收实际上就是将对象在
FROM
和TO
两个空间之间复制。 - 多次复制仍然存活的对象,即生命周期较长的对象,会被移动到老生代。
- 对象从新生代到老生代的过程称为
晋升
- 对象晋升过程:
另一个判断条件是:TO空间使用是否超过25%。如果超过,直接移动到老生代。
设置25%这个值,是因为当Scavenge完成回收后,这个TO区将变成From区,后面的对象分配要在这个区中进行。如果占比过高,会影响后续的内存分配。
Scavenge的缺点是只能使用堆内存的一半。所以无法大规模的运用到所有的垃圾回收中。但是时间效率上有优异的表现。因此非常适合新生代的垃圾回收,因为新生代中的对象存活周期都较短。
Mark-Sweep & Mark-Compact算法
老生代中主要采用这两种算法进行垃圾回收。
因为老生代中的存活对象占比较大,因此使用Scavenge算法会有弊端:
- 存活对象多,复制效率低;
- 浪费一半空间;
1.Mark-Sweep:标记清除
分为标记、清除两个阶段;
- 标记阶段会遍历堆中的所有对象,并只标记活着的对象;
- 清除阶段只清除没有被标记的对象;
Mark-Sweep | Scavenge |
---|---|
只清理死亡对象 | 只复制存活对象 |
死对象在老生代中比重小 | 活对象在新生代中比重小 |
Mark-Sweep的最大问题即是:在清理完后,内存会出现不连续的状态。导致后续对内存的分配可能出现问题,如无法分配一个大对象。
2.Mark-Compact:标记整理
为了解决Mark-Sweep的问题。Mark-Compact在标记对象死亡后,在整理过程中,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。
算法比较
算法 | Mark-Sweep | Mark-Compact | Scavenge |
---|---|---|---|
速度 | 中等 | 最慢 | 最快 |
空间开销 | 少(有碎片) | 少(无碎片) | 双倍空间(无碎片) |
是否移动对象 | 否 | 是 | 是 |
V8主要使用Mark-Compact,在空间不足以对从新生代中晋升过来的对象进行分配时才使用Mark-Sweep。
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