JS在瀏覽器中運(yùn)行的時(shí)候并不存在太大的內(nèi)存問題静稻，我們通常也不刻意的去優(yōu)化他們役拴，但是當(dāng)運(yùn)行在服務(wù)器端的時(shí)候辐赞，運(yùn)行時(shí)間長括享，這種問題就不得不考慮了搂根。

V8的垃圾回收機(jī)制與內(nèi)存限制

V8的內(nèi)存限制

在64位下只能使用1.4GB，在32位下0.7GB铃辖。即便你的物理內(nèi)存有32GB剩愧，單個(gè)Node進(jìn)程也只能使用這些內(nèi)存。如果你要將一個(gè)2G的文件讀到內(nèi)存里解析娇斩，good luck仁卷。
V8之所以要限制內(nèi)存的大小，是因?yàn)閂8垃圾回收的限制犬第。以1.5G的垃圾回收堆內(nèi)存為例锦积，V8做一次小的垃圾回收要50毫秒以上，做一次非增量式的垃圾回收要1秒以上歉嗓，這是在回收過程中JS線程被暫停的時(shí)間丰介，這是不可接受的。所以目前比較好的辦法就是限制住使用的內(nèi)存鉴分。
這個(gè)限制也不是不能打破哮幢，你可以選擇在啟動(dòng)時(shí)修改它：

node --max-old-space-size=1700 test.js // 單位為MB 
node --max-new-space-size=1024 test.js // 單位為KB 

這個(gè)只在初始化時(shí)生效，一旦生效就不能動(dòng)態(tài)改變了志珍。
新版本node的限制貌似取消了橙垢，至少我的機(jī)器到6個(gè)G時(shí)才報(bào)錯(cuò)的。

V8的垃圾回收機(jī)制

V8的垃圾回收機(jī)制主要基于分代式垃圾回收機(jī)制碴裙，將內(nèi)存分為新生代和老生代兩代钢悲，老生代是存活時(shí)間較長或常駐內(nèi)存的對(duì)象点额，新生代為存活時(shí)間較短的舔株。剛才那兩個(gè)命令就分別是對(duì)這兩個(gè)的設(shè)置。老生代的限制為1400/700MB还棱，新生代的是32/16MB载慈。
Scavenge算法
這個(gè)算法主要用在新生代內(nèi)存區(qū)域中，因?yàn)檫@個(gè)算法的主要思想是犧牲空間來換取時(shí)間的珍手。
算法將新生代內(nèi)存分為相等的兩份办铡，一個(gè)使用，一個(gè)閑置琳要。
處于使用狀態(tài)的空間成為From空間寡具，閑置的稱為To空間，當(dāng)我們分配對(duì)象時(shí)稚补，是在From空間中進(jìn)行分配的童叠。
當(dāng)垃圾回收開始時(shí)，會(huì)檢查From空間中的存活對(duì)象课幕，將這些存活對(duì)象復(fù)制到To空間中厦坛，非存活的對(duì)象在這個(gè)過程中就被釋放掉了五垮。復(fù)制完成后，To和From空間互換杜秸。
可以看到放仗，它很快，但是費(fèi)空間撬碟，不過對(duì)于新生代這種少量的內(nèi)存來說是很劃算的诞挨。
在單純的Scavenge算法中，所有的存活對(duì)象都會(huì)被復(fù)制到To空間呢蛤，但是在分代垃圾回收的大背景下亭姥，有些存活對(duì)象會(huì)被復(fù)制到老生代內(nèi)存中。
當(dāng)這個(gè)對(duì)象已經(jīng)經(jīng)歷過一次Scavenge回收顾稀，它會(huì)被復(fù)制到老生代达罗；當(dāng)這個(gè)To空間已經(jīng)使用了超過25%時(shí)，會(huì)被復(fù)制到老生代静秆。因?yàn)門o會(huì)在復(fù)制完成后變?yōu)镕rom粮揉，新的內(nèi)存分配在這里產(chǎn)生，它必須有足夠的空余空間抚笔。
**Mark-Sweep & Mark-Compact **
在老生代中使用上面的算法顯然是不可能的扶认。
這里首先使用Mark-Sweep。這是標(biāo)記清除法殊橙。它遍歷堆中的所有對(duì)象辐宾，并標(biāo)記活著的，在清除階段中清除所有未被標(biāo)記的對(duì)象膨蛮。
在新生代中叠纹，只復(fù)制活的，在老生代中敞葛，只清理死的誉察。這兩個(gè)都分別是兩部分中較少的那部分，所以這一整套垃圾回收比較高效惹谐。
在使用Mark-Sweep進(jìn)行清除后持偏，內(nèi)存變得不連續(xù)了，這對(duì)接下來的內(nèi)存分配會(huì)有影響氨肌，還會(huì)提前觸發(fā)下一次垃圾回收鸿秆。所以有了Mark-Compact，它將活著的對(duì)象往前移來填補(bǔ)空白怎囚。Mark-Compact過程是很慢的创南，V8只在空間不足分配新來的新生代時(shí)使用剃允。
**Incremental Marking **
因?yàn)槔厥丈婕皩?duì)程序?qū)ο蟮膭h除掐松，肯定需要將程序邏輯停下來，對(duì)于新生代來說不是什么問題埠戳，但是老生代就會(huì)很慢，于是有了增量標(biāo)記蕉扮，也就是垃圾回收與應(yīng)用邏輯交替進(jìn)行整胃。
同樣的還會(huì)有增量式整理和延遲清理。

高效使用內(nèi)存

作用域

在某個(gè)局部作用域中的對(duì)象會(huì)隨著局部作用域的銷毀而被釋放喳钟，在下次垃圾回收的時(shí)候就會(huì)清理掉這部分內(nèi)存屁使，如果全局作用域中的對(duì)象過多，那么這些對(duì)象存在的作用域直到繼承退出才會(huì)被釋放奔则，這些對(duì)象也會(huì)最終停留在老生代內(nèi)存區(qū)域中蛮寂。
如果你想手動(dòng)釋放一個(gè)變量，可以使用delete操作符易茬，但是并不推薦這樣做酬蹋，這樣做會(huì)干擾V8引擎的優(yōu)化，推薦使用將對(duì)象賦值為null或undefined來手動(dòng)釋放它抽莱。

閉包

閉包的使用使得JS有了許多優(yōu)秀的特性范抓，但是這樣也帶來了問題，一個(gè)閉包被賦值給一個(gè)變量以后食铐，這個(gè)閉包所在的作用域也就不會(huì)被銷毀匕垫，這個(gè)作用域中對(duì)象所使用的內(nèi)存也不會(huì)被釋放，這個(gè)要小心一下虐呻。

內(nèi)存指標(biāo)

進(jìn)程的內(nèi)存占用

使用process.memoryUsage()可以看到內(nèi)存的使用情況象泵。它返回的對(duì)象有3個(gè)屬性rss：進(jìn)程的常駐內(nèi)存部分；斟叼，heapTotal是堆中總共申請(qǐng)的內(nèi)存量偶惠；heapUsed表示目前堆中使用中的內(nèi)存量。
我們可以測(cè)試一下：

 var showMem = function () {   
    var mem = process.memoryUsage();   
    var format = function (bytes) {     
        return (bytes / 1024 / 1024).toFixed(2) + ' MB';   
    };   
    console.log(
        'Process: heapTotal ' 
        + format(mem.heapTotal) 
        + ' heapUsed ' 
        + format(mem.heapUsed) 
        + ' rss ' 
        + format(mem.rss));   
    console.log('-----------------------------------------------------------'); 
 };
var useMem = function () {   
    var size = 20 * 1024 * 1024;   
    var arr = new Array(size);   
    for (var i = 0; i < size; i++) {     
        arr[i] = 0;   
    }   
    return arr; 
};  
var total = [];  
for (var j = 0; j < 150; j++) {   
    showMem();   
    total.push(useMem()); 
} 
showMem();

這個(gè)方法會(huì)不斷的分配內(nèi)存但不釋放犁柜，到最后：

Process: heapTotal 6086.95 MB heapUsed 6083.24 MB rss 6099.39 MB ---------------------------------------------------------------- FATAL ERROR: CALL_AND_RETRY_LAST Allocation failed - process out of memory 

這里可以看到洲鸠，在所有的rss中，堆內(nèi)存占了大部分馋缅。

系統(tǒng)內(nèi)存的占用

使用os模塊中的函數(shù)來查看機(jī)器的物理內(nèi)存及其使用情況：

var os = require("os");
console.log(os.totalmem());
console.log(os.freemem());

堆外內(nèi)存

從上面的結(jié)果中我們可以看到，堆內(nèi)存的總量總是小于rss绢淀。
我們將前面的useMem方法稍微改造一下萤悴，每一次構(gòu)造一個(gè)200M的對(duì)象：

var useMem = function () {   
    var size = 200 * 1024 * 1024;   
    var buffer = new Buffer(size);   
    for (var i = 0; i < size; i++) {     
        buffer[i] = 0;   
    }   
    return buffer; 
};

Process: heapTotal 5.85 MB heapUsed 1.85 MB rss 3012.91 MB 

可以看到，這里buffer并未被分派到堆內(nèi)存中皆的，Buffer對(duì)象不同于其他對(duì)象覆履，它不經(jīng)過V8的內(nèi)存分配機(jī)制，所以也不會(huì)有堆內(nèi)存的大小限制。
這意味著利用堆外內(nèi)存可以突破內(nèi)存限制的問題硝全。

內(nèi)存泄露

內(nèi)存泄露在前端頁面上問題不太大栖雾，但是在服務(wù)器端就是個(gè)不得不考慮的問題。造成這個(gè)問題的原因有：

• 緩存
• 隊(duì)列消費(fèi)不及時(shí)
• 作用域未釋放

慎將內(nèi)存用作緩存

緩存是很有效的節(jié)省IO的辦法伟众，但是在Node中析藕，一旦一個(gè)對(duì)象被當(dāng)做緩存來使用的時(shí)候就要格外的小心了，這意味著它將常駐在老生代內(nèi)存中凳厢，這樣的緩存越大意味著垃圾回收在做越多的無用功账胧。
所以創(chuàng)建一個(gè)有完善過期機(jī)制的緩存來控制緩存的增長是很有必要的。
可以通過限制鍵的數(shù)量等方法來控制緩存的增長先紫。
還有一個(gè)通常會(huì)被我們忽略的問題治泥，就是模塊的緩存由于模塊的緩存機(jī)制，它是常駐老生代的遮精。我們通過exports導(dǎo)出的函數(shù)是可以訪問文件模塊中的私有變量的居夹，這樣每個(gè)文件模塊在編譯執(zhí)行后形成的作用域由于模塊緩存的原因不會(huì)被釋放，所以設(shè)計(jì)模塊時(shí)要十分小心內(nèi)存泄露本冲。這里舉個(gè)例子：

var leakArray = []; 
exports.leak = function () {   
    leakArray.push("leak" + Math.random()); 
};

這里每次調(diào)用leak方法吮播，都會(huì)導(dǎo)致局部變量leakArray不停的增加內(nèi)存的占用。
且進(jìn)程間無法共享內(nèi)存眼俊，在進(jìn)程內(nèi)使用緩存會(huì)造成進(jìn)程間緩存無法共享意狠，這對(duì)內(nèi)存是一種浪費(fèi)。如果需要大量緩存疮胖，最好使用進(jìn)程外緩存比如Redis和Memcached环戈。

關(guān)注隊(duì)列狀態(tài)

這也是一個(gè)不經(jīng)意產(chǎn)生的內(nèi)存泄露。隊(duì)列一般在消費(fèi)者-生產(chǎn)者模型中充當(dāng)中間人的角色澎灸，當(dāng)消費(fèi)大于生產(chǎn)時(shí)沒有問題院塞，但是當(dāng)生產(chǎn)大于消費(fèi)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生堆積性昭，就容易發(fā)生內(nèi)存泄露拦止。
比如收集日志，如果日志產(chǎn)生的速度大于文件寫入的速度糜颠，就容易產(chǎn)生內(nèi)存泄露汹族，表層的解決辦法是換用消費(fèi)速度更高的技術(shù)，但是這不治本其兴。根本的解決方案應(yīng)該是監(jiān)控隊(duì)列的長度一旦堆積就報(bào)警或拒絕新的請(qǐng)求顶瞒，還有一種是所有的異步調(diào)用都有超時(shí)回調(diào)，一旦達(dá)到時(shí)間調(diào)用未得到結(jié)果就報(bào)警元旬。

內(nèi)存泄露排查

node-heapdump
node-memwatch
這兩個(gè)模塊可以用來檢測(cè)內(nèi)存泄露榴徐，它們可以通過事件和抓取內(nèi)存快照的方式來為我們分析哪里有內(nèi)存泄露提供依據(jù)守问。

大內(nèi)存應(yīng)用

不可避免的我們會(huì)遇到大文件操作的問題。由于Node內(nèi)存的限制坑资，操作大內(nèi)存時(shí)要小心耗帕。stream模塊為我們提供了支持，這是一個(gè)原生模塊袱贮。

var fs = require("fs");
var reader = fs.createReadStream('in.txt'); 
var writer = fs.createWriteStream('out.txt'); 
reader.on('data', function (chunk) {   
    writer.write(chunk); 
    console.log(chunk);
}); 
reader.on('end', function () {  
    writer.end(); 
}); 

由于讀寫模式固定仿便，專門提供了一個(gè)pipe方法：

var reader = fs.createReadStream('in.txt'); 
var writer = fs.createWriteStream('out.txt'); 
reader.pipe(writer); 

如果并不是字符串層面的操作，則可以使用純粹的Buffer來操作字柠。