JavaScript中的垃圾回收：内存碎片与压缩策略

描述：
在JavaScript的垃圾回收过程中，内存碎片是一个常见问题。当频繁创建和销毁对象时，堆内存中会出现许多不连续的小块空闲内存，虽然总空闲内存足够，但无法分配连续的大块内存，导致内存利用率下降。V8引擎通过压缩策略来解决内存碎片问题。

解题过程：

1. 内存碎片的产生原因

   • 示例场景：频繁创建和销毁大小不一的对象。
   • 过程分析：
     • 初始堆内存是连续的。
     • 分配对象A（大小100字节）、B（200字节）、C（150字节）。
     • 销毁对象B后，中间出现200字节的空隙。
     • 若需分配250字节的对象D，虽然总空闲内存足够（200字节空隙 + 其他空闲），但200字节空隙不连续，导致分配失败。

2. V8的压缩策略

   • 标记-清除-压缩（Mark-Sweep-Compact）：
     • 标记阶段：遍历对象图，标记活跃对象（从根对象如全局变量、活动函数作用域开始）。
     • 清除阶段：回收未标记的内存块，产生碎片。
     • 压缩阶段：将活跃对象向堆的一端移动，消除碎片，空闲内存合并为连续块。
   • 示例：
     • 压缩前：| A(活跃) | 空隙 | C(活跃) | 空隙 |
     • 压缩后：| A | C | 连续空闲空间 |

3. 压缩的触发条件

   • 内存分配失败：当尝试分配大对象但无连续空间时触发压缩。
   • 碎片率阈值：V8监控碎片比例，超过阈值时自动压缩。
   • 增量压缩：V8将压缩任务分解为小步骤，避免阻塞主线程过久。

4. 压缩的性能权衡

   • 优点：提升内存利用率，避免因碎片导致分配失败。
   • 缺点：压缩需移动对象，更新引用指针，消耗CPU时间。
   • 优化策略：
     • 分代收集：年轻代（新对象）使用复制算法（自然压缩），老生代（长期存活对象）仅在必要时压缩。
     • 并行压缩：使用多线程同时移动对象和更新指针。

5. 开发者注意事项

   • 避免频繁创建大型临时对象（如数组），减少碎片产生。
   • 使用对象池（Object Pool）复用对象，降低垃圾回收频率。
   • 监控内存使用（如Chrome DevTools的Memory面板），识别碎片化问题。

通过压缩策略，V8在垃圾回收过程中有效管理内存碎片，平衡内存利用率和性能开销。