JavaScript中的垃圾回收：内存分配策略与代际假说

描述
在JavaScript中，内存分配策略是垃圾回收机制的核心组成部分，它基于"代际假说"理论来优化内存管理。代际假说指出：大多数对象在内存中存在时间很短，而长期存活的对象会持续更久。V8引擎利用这一假说将内存分为新生代和老生代，采用不同的回收策略以提高性能。

内存分配策略详解

1. 新生代内存分配

   • 内存区域：新生代是存放临时对象的小容量区域（通常1-8MB）。新创建的对象首先被分配到这里。
   • 分区设计：新生代被划分为"From空间"和"To空间"两个半区。对象初始存储在From空间。
   • 分配过程：
     • 当代码执行let obj = {}时，V8会优先在新生代的From空间分配内存。
     • 若From空间不足，会触发一次Scavenge算法的垃圾回收。

2. Scavenge算法（新生代回收）

   • 复制存活对象：将From空间中存活的对象复制到To空间，并紧密排列（消除内存碎片）。
   • 交换空间角色：复制完成后，清空From空间，并将From和To空间角色互换。
   • 晋升机制：
     • 对象经历一次Scavenge回收后仍存活，则晋升到老生代。
     • 若To空间使用率超过25%，当前复制对象直接晋升（避免To空间膨胀）。

3. 老生代内存分配

   • 存储对象：长期存活的对象（如全局变量、闭包引用变量）最终会晋升到老生代。
   • 内存区域：老生代容量远大于新生代，使用连续内存块存储对象。
   • 分配策略：
     • 老生代内存分配直接在主堆内存中进行。
     • 当老生代空间不足时，触发标记-清除/标记-压缩算法。

4. 代际假说的实践优化

   • 高频回收新生代：由于大部分对象快速消亡，频繁对小块新生代内存进行Scavenge回收成本低。
   • 低频回收老生代：老生代回收耗时较长，V8通过增量标记、惰性清理等策略减少阻塞主线程。

示例场景分析

function createData() {  
  let temporary = new Array(1000).fill(0); // 临时对象，分配在新生代  
  return function() {  
    return temporary; // 闭包引用导致temporary晋升到老生代  
  };  
}  
const holder = createData();  

• 首次调用createData时，temporary分配在新生代。
• 由于被闭包引用，temporary在Scavenge回收中被复制到To空间，标记为存活。
• 函数执行结束后，返回的闭包被holder引用，temporary晋升到老生代。

总结
V8的内存分配策略通过代际假说将对象按生命周期分类，结合Scavenge和标记-清除算法，在空间与时间效率间取得平衡。理解这一机制有助于编写内存友好的代码，例如避免频繁创建短期对象以减少垃圾回收压力。