Как устроен garbage collector

Что проверяют

Понимаете ли вы, как V8 решает, что объект можно удалить, и почему сборка по поколениям даёт короткие паузы. Следом почти всегда спрашивают, как вы искали утечку памяти в Node.js.

Как отвечать

Объект живёт, пока достижим от корней: глобального объекта, стека, активных замыканий и хендлов. Счётчика ссылок в V8 нет, поэтому циклические ссылки сборке не мешают.

Куча V8 делится на поколения, потому что большинство объектов живёт недолго:

• молодое поколение: небольшое пространство из двух полупространств. Minor GC (Scavenger) копирует живые объекты в свободную половину, мёртвые не трогает вовсе, поэтому пауза пропорциональна числу выживших. Пережившие две сборки переезжают в старое поколение;
• старое поколение: Mark-Sweep-Compact. Разметка обходит граф от корней, неотмеченное освобождается, фрагментированные страницы уплотняются;
• Orinoco: разметка идёт инкрементально и параллельно с JavaScript в фоновых потоках, очистка тоже фоновая, поэтому основная пауза остаётся короткой.

Практика в Node.js:

• лимит: --max-old-space-size в мегабайтах; значение по умолчанию зависит от версии и доступной памяти, в контейнере его лучше задавать явно;
• наблюдение: --trace-gc, process.memoryUsage(), v8.getHeapStatistics();
• поиск утечек: node --inspect и снимки кучи в Chrome DevTools, сравнение двух снимков, --heapsnapshot-near-heap-limit, чтобы получить снимок перед падением.

Buffer и ArrayBuffer хранят данные вне кучи V8, это видно в полях external и arrayBuffers, и --max-old-space-size их не ограничивает.

Где спотыкаются

Говорят, что GC работает на подсчёте ссылок, и объясняют утечки циклами. В V8 утекает то, что остаётся достижимым: растущий кеш в модульной переменной, не снятые обработчики EventEmitter, таймеры, замыкания над большими объектами.

Вызывают global.gc() через --expose-gc в продакшене, чтобы «почистить память». Это лишь добавляет полные паузы и утечку не лечит.

Считают WeakMap универсальным лекарством. Он помогает, только когда ключом служит объект, жизнью которого вы не управляете, а WeakRef и FinalizationRegistry не гарантируют, когда и будет ли вызван колбэк.