面试题：Node.js中垃圾回收机制的主要算法有哪些

Question

请简要阐述Node.js中垃圾回收机制所采用的主要算法，并说明每种算法在内存管理中的作用和适用场景。

Answer 1

主要算法

1. 标记 - 清除算法（Mark - Sweep）
   • 在内存管理中的作用：标记阶段会从根对象（如全局对象）出发，遍历所有可达对象并标记。清除阶段会遍历堆内存，回收未被标记的对象所占用的内存空间，将其变为空闲内存块。通过这种方式，清理出不再使用的内存区域，避免内存泄漏。
   • 适用场景：适用于大多数对象生命周期较短的场景，例如网页应用中大量临时创建和销毁的对象。在Node.js的V8引擎中，这是主要的垃圾回收算法，用于回收新生代和老生代中大部分对象。
2. 标记 - 整理算法（Mark - Compact）
   • 在内存管理中的作用：同样先进行标记阶段，标记出所有存活对象。整理阶段会将存活对象向一端移动，然后直接清理掉边界以外的内存空间。这种方式可以解决标记 - 清除算法带来的内存碎片化问题，让内存空间更加连续，有利于后续大对象的分配。
   • 适用场景：适用于老生代内存空间，因为老生代对象存活时间长，经过多次标记 - 清除后容易产生内存碎片化。Node.js的V8引擎在处理老生代对象时，会在适当的时候使用标记 - 整理算法来优化内存布局。
3. 分代回收算法（Generational Collection）
   • 在内存管理中的作用：将堆内存分为新生代和老生代。新生代存放存活时间短的对象，老生代存放存活时间长的对象。不同代采用不同的垃圾回收策略。对于新生代，由于对象创建和销毁频繁，采用复制算法（Scavenge算法）快速回收；对于老生代，由于对象存活时间长，采用标记 - 清除和标记 - 整理算法。这种分代管理方式提高了垃圾回收的效率，根据对象生命周期特点采用针对性策略。
   • 适用场景：广泛应用于现代垃圾回收系统，Node.js的V8引擎也基于此算法实现内存管理。能够有效处理不同生命周期对象的回收，提高整体性能。例如在Node.js服务器环境中，频繁创建和销毁的临时变量等对象适合在新生代回收，而长期存在的全局变量等对象适合在老生代管理。