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Js的对象在V8引擎的堆中创建，V8会自动回收不被引用的对象。采用这种方式，降低了内存管理的负担，但也造成了一些不便，例如V8堆内存大小的限制。在32位系统上限制为0.7GB，64位为1.4GB。之所以存在这种限制，根源在于垃圾回收算法的限制。V8在执行垃圾回收的时候会阻塞js代码的运行，堆内存过大导致回收算法执行变慢，表现在浏览器端，就是网页假死。事实上，存在垃圾回收的地方，都会存在堆大小的限制，Java也会存在堆溢出的错误。
宏观来看，V8的堆分为三部分，分别是 年轻分代，年老分代，大对象空间。这三者保存不同种类的对象。在V8启动时，年轻分代和年老分代的最大大小就被确定下来，并且不能再改变，如果运行中内存分配超过限制，会引起进程异常退出。当然，在node启动时，可以通过参数改变默认大小，但这会影响到V8的垃圾回收，有许多方法可以解决堆内存的限制，此手段不应该被使用。
年轻分代的堆空间一分为二，只有一个处于使用中，另外的一半儿用于垃圾清理。年轻分代主要保存那些生命期短暂的对象，例如函数中的局部变量。类似于C++中在栈上分配的对象，函数退出，栈回退到调用函数的状态，函数中的局部对象都会被析构掉。 class Person{ public: Person(){ age_ = 100; name_ = “hello”; } void Print(){ std::cout<<name_<<" “<<age_<<”\n"; } std::string name_; int age_; };
void Print(){ Person p; p.Print(); } 以上C++代码，当函数Print调用返回的时候，随着线程栈顶的回退，内部定义的Person对象占用的空间自然被回收。类似的过程，写成js代码运行，当Print函数执行完之后，new 出来的Person还存在于年轻分代堆内存中，虽然已经不被任何对象和变量引用，但不会立即释放。这样做是为了提升效率，V8了解内存的使用情况，当发现内存空间不够需要清理时，才进行回收。具体步骤是，将还被引用的对象拷贝到另一半的区域，然后释放当前一半的空间，于是当前被释放的空间留作备用，两者角色互换。因为年轻分代中的对象类似于C++中的局部对象，生命周期非常短，因此大部分都是需要被清理掉的，需要拷贝的对象极少，虽然牺牲了部分内存，但速度极快。 function Person(name, age){ this.name = name this.age = age this.Print(){ console.log(this.name + this.age) } }
function Print(){ var p = new Person(‘hello’, 12) p.Print() } 在C++程序中，当调用一个函数时，函数内部定义的局部对象会占用栈空间，但函数嵌套总是有限的，随着函数调用的结束，栈空间也被释放调。因此其执行过程中，栈犹如一个伸长缩短的望远镜头。而Js代码的执行，因为对象是在年轻分代堆中分配空间，当要在堆中分配内存时，如果内存不够，由于新对象的挤压，要将垃圾对象清除出去，这个过程犹如在玩儿一种消除类游戏。
年老分代 年老分代中的对象类似于C++中使用new操作符在堆中分配的对象。因为这类对象一般不会因为函数的退出而销毁，因此生命期较长。年老分代的大小远大于年轻分代。主要包含如下数据： 从年轻分代中移动过来的对象 JIT之后产生的代码 全局的对象 年老分代的内存要大许多64位为1.4GB，32位为700MB，如果采用年轻分代一样的清理算法，浪费一般空间不说，复制大块对象在时间上也难以忍受，因此必须采用新的方式。V8采用了标记清除和标记整理的算法。其思路是将垃圾回收分为两个过程，标记清除阶段遍历堆中的所有对象，标记活着的对象，然后清除垃圾对象。因为年老分代中需要回收的对象比例极小，所以效率较高。 当执行完一次标记清除后，堆内存变得不连续，内存碎片的存在使得不能有效使用内存。在后续的执行中，当遇到没有一块碎片内存能够满足申请对象需要的内存空间时，将会触发V8执行标记整理算法。 标记整理移动对象，紧缩V8的堆空间，将碎片的内存整理为大块内存。实际上，V8执行这些算法的时候，并不是一次性做完，而是走走停停，因为垃圾回收会阻塞Js代码的运行，所以采取交替运行的方式，有效的减少了垃圾回收给程序造成的最大停顿时间。
大对象空间 大对象空间主要存放需要较大内存的对象，也包括数据和JIT生成的代码。垃圾回收不会移动大对象，这部分内存使用的特点是，整块分配，一次性整块回收。
Js的对象在V8引擎的堆中创建，V8会自动回收不被引用的对象，因此一般情况下，内存总能够正常回收。但也存在例外，如果以key-value的方式做缓存，并且缓存对象在文件全局中定义，或者一直被引用，则对象迟早会被移动到年老分区。随着缓存数据的增多，堆中可用内存会越来越少。在浏览器中，V8引擎实例随着用户关闭页面而结束，其占用的内存也会被释放。但如果使用Node编写服务端，此种方式会影响服务的稳定性。
function Cache() {
this.ca = {}
this.put(key, val){
this.ca[key] = val
}
}
var cache = new Cache()
为防止内存无限增长，应该设定缓存大小，当存储数据超过缓存大小时，采取例如LRU算法清除一部分老数据； cache.del(key) // 执行 delete this.ca[key] 如果缓存数据不需要进程共享，可以写一个C++模块，使用堆外缓存； 对于需要跨进程共享的数据，使用redis做缓存。
Stream 当处理大文件，或者处理网络文件请求的时候，可能会遇到大块使用内存的情景。 var source = fs.readFileSync(’./in.txt’, {encoding: ‘utf8’}); fs.writeFileSync(’./out.txt’, source); source = null 以上操作，如果文件小，写完之后source就可以被释放，那么对性能影响不大。但如果文件较大，读写又在高并发的情况下，很容易消耗尽内存。因此，妥善的方案应该是，读写交替进行，这样不管文件有多大，总可以安全的执行完。 var fs = require(‘fs’); var readStream = fs.createReadStream(’./in.txt’); var writeStream = fs.createWriteStream(’./out.txt’); readStream.on(‘data’, function(chunk) { // 当有数据流出时，写入数据，chunk的类型为Buffer writeStream.write(chunk); }); readStream.on(‘end’, function() { // 当没有数据时，关闭数据流 writeStream.end(); });
除了读写文件可以采取流的方式，还有多种其他模块也有类似读写模式，例如http模块的request函数，其获取数据也是以流的方式。在data的事件函数中，参数chunk的类型是Buffer。Buffer犹如基本类型那样，在node中可以直接使用，其维护的数据所占用的内存空间在V8堆之外申请。 var buf = new Buffer(‘world’); var str = 'hello ’ + buf console.log(str) 应该避免类似的代码，因为将Buffer中的数据转换成字符串，意味着在V8的堆中申请空间，如果Buffer中的数据量大，则有可能碰触V8堆内存的红线。Buffer提供了丰富的函数，包含拼接，切分等，这些操作和内存的分配释放由C++实现，操作大块数据非常的高效。
总结 本文细说了V8堆内存和垃圾回收的原理，目标是理解Js的运行，高效的使用内存，避免内存使用上的误区。在此基础上，介绍了Stream 和 Buffer 这两个概念和实际使用场景。V8的堆内存只应该保存JIT的代码，用户创建的对象，以及少量的数据。对于数据操作，应该使用Stream的方式，对大块数据的加载和处理，应该使用Buffer。