深入理解 Node.js 的 Buffer

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Buffer 模块是 Node.js 非常重要的模块，很多模块都依赖它，本文介绍一下 Buffer 模块底层的原理，包括 Buffer 的核心实现和 V8 堆外内存等内容。

1 Buffer 的实现

1.1 Buffer 的 JS 层实现

Buffer 模块的实现虽然非常复杂，代码也非常多，但是很多都是编码解码以及内存分配管理的逻辑，我们从常用的使用方式 Buffer.from 来看看 Buffer 的核心实现。

Buffer.from = function from(value, encodingOrOffset, length) { 
  return fromString(value, encodingOrOffset); 
}; 
 
function fromString(string, encoding) { 
  return fromStringFast(string, ops); 
} 
 
function fromStringFast(string, ops) { 
  const length = ops.byteLength(string); 
  // 长度太长，从 C++ 层分配 
  if (length >= (Buffer.poolSize >>> 1)) 
    return createFromString(string, ops.encodingVal); 
  // 剩下的不够了，扩容  
  if (length > (poolSize - poolOffset)) 
    createPool(); 
  // 从 allocPool （ArrayBuffer）中分配内存 
  let b = new FastBuffer(allocPool, poolOffset, length); 
  const actual = ops.write(b, string, 0, length); 
  poolOffset += actual; 
  alignPool(); 
  return b; 
} 

from 的逻辑如下：1. 如果长度大于 Node.js 设置的阈值，则调用 createFromString 通过 C++ 层直接分配内存。2. 否则判断之前剩下的内存是否足够，足够则直接分配。Node.js 初始化时会首先分配一大块内存由 JS 管理，每次从这块内存了切分一部分给使用方，如果不够则扩容。我们看看 createPool。

// 分配一个内存池 
function createPool() { 
  poolSize = Buffer.poolSize; 
  // 拿到底层的 ArrayBuffer 
  allocPool = createUnsafeBuffer(poolSize).buffer; 
  poolOffset = 0; 
} 
 
function createUnsafeBuffer(size) { 
  zeroFill[0] = 0; 
  try { 
    return new FastBuffer(size); 
  } finally { 
    zeroFill[0] = 1; 
  } 
} 
 
class FastBuffer extends Uint8Array {} 

我们看到最终调用 Uint8Array 实现了内存分配。3. 通过 new FastBuffer(allocPool, poolOffset, length) 从内存池中分配一块内存。如下图所示。

1.2 Buffer 的 C++ 层实现

分析 C++ 层之前我们先看一下 V8 里下面几个对象的关系图。

接着来看看通过 createFromString 直接从 C++ 申请内存的实现。

void CreateFromString(const FunctionCallbackInfo<Value>& args) { 
  enum encoding enc = static_cast<enum encoding>(args[1].As<Int32>()->Value()); 
  Local<Object> buf; 
  if (New(args.GetIsolate(), args[0].As<String>(), enc).ToLocal(&buf)) 
    args.GetReturnValue().Set(buf); 
} 
 
MaybeLocal<Object> New(Isolate* isolate, 
                       Local<String> string, 
                       enum encoding enc) { 
  EscapableHandleScope scope(isolate); 
 
  size_t length; 
  // 计算长度 
  if (!StringBytes::Size(isolate, string, enc).To(&length)) 
    return Local<Object>(); 
  size_t actual = 0; 
  char* data = nullptr; 
  // 直接通过 realloc 在进程堆上申请一块内存 
  data = UncheckedMalloc(length); 
  // 按照编码转换数据 
  actual = StringBytes::Write(isolate, data, length, string, enc); 
  return scope.EscapeMaybe(New(isolate, data, actual)); 
} 
 
MaybeLocal<Object> New(Isolate* isolate, char* data, size_t length) { 
  EscapableHandleScope handle_scope(isolate); 
  Environment* env = Environment::GetCurrent(isolate); 
  Local<Object> obj; 
  if (Buffer::New(env, data, length).ToLocal(&obj)) 
    return handle_scope.Escape(obj); 
  return Local<Object>(); 
} 
 
MaybeLocal<Object> New(Environment* env, 
                       char* data, 
                       size_t length) { 
  // JS 层变量释放后使得这块内存没人用了，GC 时在回调里释放这块内存                
  auto free_callback = [](char* data, void* hint) { free(data); }; 
  return New(env, data, length, free_callback, nullptr); 
} 
 
MaybeLocal<Object> New(Environment* env, 
                       char* data, 
                       size_t length, 
                       FreeCallback callback, 
                       void* hint) { 
  EscapableHandleScope scope(env->isolate()); 
  // 创建一个 ArrayBuffer 
  Local<ArrayBuffer> ab = 
      CallbackInfo::CreateTrackedArrayBuffer(env, data, length, callback, hint); 
  /*  
    创建一个 Uint8Array  
    Buffer::New => Local<Uint8Array> ui = Uint8Array::New(ab, byte_offset, length) 
  */ 
  MaybeLocal<Uint8Array> maybe_ui = Buffer::New(env, ab, 0, length); 
 
  Local<Uint8Array> ui; 
  if (!maybe_ui.ToLocal(&ui)) 
    return MaybeLocal<Object>(); 
 
  return scope.Escape(ui); 
} 

通过一系列的调用，最后通过 CreateTrackedArrayBuffer 创建了一个 ArrayBuffer，再通过 ArrayBuffer 创建了一个 Uint8Array。接着看一下 CreateTrackedArrayBuffer 的实现。

Local<ArrayBuffer> CallbackInfo::CreateTrackedArrayBuffer( 
    Environment* env, 
    char* data, 
    size_t length, 
    FreeCallback callback, 
    void* hint) { 
  // 管理回调 
  CallbackInfo* self = new CallbackInfo(env, callback, data, hint); 
  // 用自己申请的内存创建一个 BackingStore，并设置 GC 回调 
  std::unique_ptr<BackingStore> bs = 
      ArrayBuffer::NewBackingStore(data, length, [](void*, size_t, void* arg) { 
        static_cast<CallbackInfo*>(arg)->OnBackingStoreFree(); 
      }, self); 
  // 通过 BackingStore 创建 ArrayBuffer 
  Local<ArrayBuffer> ab = ArrayBuffer::New(env->isolate(), std::move(bs)); 
  return ab; 
} 

看一下 NewBackingStore 的实现。

std::unique_ptr<v8::BackingStore> v8::ArrayBuffer::NewBackingStore( 
    void* data, size_t byte_length, v8::BackingStore::DeleterCallback deleter, 
    void* deleter_data) { 
  std::unique_ptr<i::BackingStoreBase> backing_store = i::BackingStore::WrapAllocation(data, byte_length, deleter, deleter_data, 
                                      i::SharedFlag::kNotShared); 
  return std::unique_ptr<v8::BackingStore>( 
      static_cast<v8::BackingStore*>(backing_store.release())); 
} 
 
std::unique_ptr<BackingStore> BackingStore::WrapAllocation( 
    void* allocation_base, size_t allocation_length, 
    v8::BackingStore::DeleterCallback deleter, void* deleter_data, 
    SharedFlag shared) { 
  bool is_empty_deleter = (deleter == v8::BackingStore::EmptyDeleter); 
  // 新建一个 BackingStore  
  auto result = new BackingStore(allocation_base,    // start 
                                 allocation_length,  // length 
                                 allocation_length,  // capacity 
                                 shared,             // shared 
                                 false,              // is_wasm_memory 
                                 true,               // free_on_destruct 
                                 false,              // has_guard_regions 
                                 // 说明释放内存由调用方执行 
                                 true,               // custom_deleter 
                                 is_empty_deleter);  // empty_deleter 
  // 保存回调需要的信息                                
  result->type_specific_data_.deleter = {deleter, deleter_data}; 
  return std::unique_ptr<BackingStore>(result); 
} 

NewBackingStore 最终是创建了一个 BackingStore 对象。我们再看一下 GC 时 BackingStore 的析构函数里都做了什么。

BackingStore::~BackingStore() { 
  if (custom_deleter_) { 
    type_specific_data_.deleter.callback(buffer_start_, byte_length_, 
                                         type_specific_data_.deleter.data); 
    Clear(); 
    return; 
  } 
} 

析构的时候会执行创建 BackingStore 时保存的回调。我们看一下管理回调的 CallbackInfo 的实现。

CallbackInfo::CallbackInfo(Environment* env, 
                           FreeCallback callback, 
                           char* data, 
                           void* hint) 
    : callback_(callback), 
      data_(data), 
      hint_(hint), 
      env_(env) { 
  env->AddCleanupHook(CleanupHook, this); 
  env->isolate()->AdjustAmountOfExternalAllocatedMemory(sizeof(*this)); 
} 

CallbackInfo 的实现很简单，主要的地方是 AdjustAmountOfExternalAllocatedMemory。该函数告诉 V8 堆外内存增加了多少个字节，V8 会根据内存的数据做适当的 GC。CallbackInfo 主要是保存了回调和内存地址。接着在 GC 的时候会回调 CallbackInfo 的 OnBackingStoreFree。

void CallbackInfo::OnBackingStoreFree() { 
  std::unique_ptr<CallbackInfo> self { this }; 
  Mutex::ScopedLock lock(mutex_); 
  // check 阶段执行 CallAndResetCallback 
  env_->SetImmediateThreadsafe([self = std::move(self)](Environment* env) { 
    self->CallAndResetCallback(); 
  });}void CallbackInfo::CallAndResetCallback() { 
  FreeCallback callback; 
  { 
    Mutex::ScopedLock lock(mutex_); 
    callback = callback_; 
    callback_ = nullptr; 
  } 
  if (callback != nullptr) { 
    // 堆外内存减少了这么多个字节 
    int64_t change_in_bytes = -static_cast<int64_t>(sizeof(*this)); 
    env_->isolate()->AdjustAmountOfExternalAllocatedMemory(change_in_bytes); 
    // 执行回调，通常是释放内存 
    callback(data_, hint_); 
  } 
} 

1.3 Buffer C++ 层的另一种实现

刚才介绍的 C++ 实现中内存是由自己分配并释放的，下面介绍另一种内存的分配和释放由 V8 管理的场景。以 Buffer 的提供的 EncodeUtf8String 函数为例，该函数实现字符串的编码。

static void EncodeUtf8String(const FunctionCallbackInfo<Value>& args) { 
  Environment* env = Environment::GetCurrent(args); 
  Isolate* isolate = env->isolate(); 
  // 被编码的字符串 
  Local<String> str = args[0].As<String>(); 
  size_t length = str->Utf8Length(isolate); 
  // 分配内存 
  AllocatedBuffer buf = AllocatedBuffer::AllocateManaged(env, length); 
  // 编码 
  str->WriteUtf8(isolate, 
                 buf.data(), 
                 -1,  // We are certain that `data` is sufficiently large 
                 nullptr, 
                 String::NO_NULL_TERMINATION | String::REPLACE_INVALID_UTF8); 
  // 基于上面申请的 buf 内存新建一个 Uint8Array               
  auto array = Uint8Array::New(buf.ToArrayBuffer(), 0, length); 
  args.GetReturnValue().Set(array); 
} 

我们重点分析 AllocatedBuffer::AllocateManaged。

AllocatedBuffer AllocatedBuffer::AllocateManaged( 
    Environment* env, 
    size_t size) { 
  NoArrayBufferZeroFillScope no_zero_fill_scope(env->isolate_data()); 
  std::unique_ptr<v8::BackingStore> bs = v8::ArrayBuffer::NewBackingStore(env->isolate(), size); 
  return AllocatedBuffer(env, std::move(bs)); 
} 

AllocateManaged 调用 NewBackingStore 申请了内存。

std::unique_ptr<v8::BackingStore> v8::ArrayBuffer::NewBackingStore( 
    Isolate* isolate, size_t byte_length) { 
 
  i::Isolate* i_isolate = reinterpret_cast<i::Isolate*>(isolate); 
  std::unique_ptr<i::BackingStoreBase> backing_store = 
      i::BackingStore::Allocate(i_isolate, byte_length, 
                                i::SharedFlag::kNotShared, 
                                i::InitializedFlag::kZeroInitialized); 
 
  return std::unique_ptr<v8::BackingStore>( 
      static_cast<v8::BackingStore*>(backing_store.release())); 
} 

继续看 BackingStore::Allocate。

std::unique_ptr<BackingStore> BackingStore::Allocate( 
    Isolate* isolate, size_t byte_length, SharedFlag shared, 
    InitializedFlag initialized) { 
  void* buffer_start = nullptr; 
  // ArrayBuffer 内存分配器，可以自定义，V8 默认提供的是使用平台相关的堆内存分析函数，比如 malloc 
  auto allocator = isolate->array_buffer_allocator(); 
  if (byte_length != 0) { 
    auto allocate_buffer = [allocator, initialized](size_t byte_length) { 
      // 分配内存 
      void* buffer_start = allocator->Allocate(byte_length); 
      return buffer_start; 
    }; 
    // 同步执行 allocate_buffer 分配内存 
    buffer_start = isolate->heap()->AllocateExternalBackingStore(allocate_buffer, byte_length); 
  } 
  // 新建 BackingStore 管理内存 
  auto result = new BackingStore(buffer_start,  // start 
                                 byte_length,   // length 
                                 byte_length,   // capacity 
                                 shared,        // shared 
                                 false,         // is_wasm_memory 
                                 true,          // free_on_destruct 
                                 false,         // has_guard_regions 
                                 false,         // custom_deleter 
                                 false);        // empty_deleter 
 
  return std::unique_ptr<BackingStore>(result); 
} 

BackingStore::Allocate 分配一块内存并新建 BackingStore 对象管理这块内存，内存分配器是在初始化 V8 的时候设置的。这里我们再看一下 AllocateExternalBackingStore 函数的逻辑。

void* Heap::AllocateExternalBackingStore( 
    const std::function<void*(size_t)>& allocate, size_t byte_length) { 
   // 可能需要触发 GC 
   if (!always_allocate()) { 
    size_t new_space_backing_store_bytes = 
        new_space()->ExternalBackingStoreBytes(); 
    if (new_space_backing_store_bytes >= 2 * kMaxSemiSpaceSize && 
        new_space_backing_store_bytes >= byte_length) { 
      CollectGarbage(NEW_SPACE, 
                     GarbageCollectionReason::kExternalMemoryPressure); 
    } 
  } 
  // 分配内存 
  void* result = allocate(byte_length); 
  // 成功则返回 
  if (result) return result; 
  // 失败则进行 GC 
  if (!always_allocate()) { 
    for (int i = 0; i < 2; i++) { 
      CollectGarbage(OLD_SPACE, 
                     GarbageCollectionReason::kExternalMemoryPressure); 
      result = allocate(byte_length); 
      if (result) return result; 
    } 
    isolate()->counters()->gc_last_resort_from_handles()->Increment(); 
    CollectAllAvailableGarbage( 
        GarbageCollectionReason::kExternalMemoryPressure); 
  } 
  // 再次分配，失败则返回失败 
  return allocate(byte_length); 
} 

我们看到通过 BackingStore 申请内存失败时会触发 GC 来腾出更多的可用内存。分配完内存后，最终以 BackingStore 对象为参数，返回一个 AllocatedBuffer 对象。

AllocatedBuffer::AllocatedBuffer( 
    Environment* env, std::unique_ptr<v8::BackingStore> bs) 
    : env_(env), backing_store_(std::move(bs)) {} 

接着把 AllocatedBuffer 对象转成 ArrayBuffer 对象。

v8::Local<v8::ArrayBuffer> AllocatedBuffer::ToArrayBuffer() { 
  return v8::ArrayBuffer::New(env_->isolate(), std::move(backing_store_)); 
} 

最后把 ArrayBuffer 对象传入 Uint8Array 返回一个 Uint8Array 对象返回给调用方。

2 Uint8Array 的使用和实现

从前面的实现中可以看到 C++ 层的实现中，内存都是从进程的堆中分配的，那么 JS 层通过 Uint8Array 申请的内存是否也是在进程堆中申请的呢?下面我们看看 V8 中 Uint8Array 的实现。Uint8Array 有多种创建方式，我们只看 new Uint8Array(length) 的实现。

transitioning macro ConstructByLength(implicit context: Context)( 
    map: Map, lengthObj: JSAny, 
    elementsInfo: typed_array::TypedArrayElementsInfo): JSTypedArray { 
  try { 
    // 申请的内存大小 
    const length: uintptr = ToIndex(lengthObj); 
    // 拿到创建 ArrayBuffer 的函数 
    const defaultConstructor: Constructor = GetArrayBufferFunction(); 
    const initialize: constexpr bool = true; 
    return TypedArrayInitialize( 
        initialize, map, length, elementsInfo, defaultConstructor) 
        otherwise RangeError; 
  } 
} 
 
transitioning macro TypedArrayInitialize(implicit context: Context)( 
    initialize: constexpr bool, map: Map, length: uintptr, 
    elementsInfo: typed_array::TypedArrayElementsInfo, 
    bufferConstructor: JSReceiver): JSTypedArray labels IfRangeError { 
 
  const byteLength = elementsInfo.CalculateByteLength(length); 
  const byteLengthNum = Convert<Number>(byteLength); 
  const defaultConstructor = GetArrayBufferFunction(); 
  const byteOffset: uintptr = 0; 
 
  try { 
    // 创建 JSArrayBuffer 
    const buffer = AllocateEmptyOnHeapBuffer(byteLength); 
    const isOnHeap: constexpr bool = true; 
    // 通过 buffer 创建 TypedArray 
    const typedArray = AllocateTypedArray( 
        isOnHeap, map, buffer, byteOffset, byteLength, length); 
    // 内存置 0 
    if constexpr (initialize) { 
      const backingStore = typedArray.data_ptr; 
      typed_array::CallCMemset(backingStore, 0, byteLength); 
    } 
 
    return typedArray; 
  } 
} 

主要逻辑分为两步，首先通过 AllocateEmptyOnHeapBuffer 申请一个 JSArrayBuffer，然后以 JSArrayBuffer 创建一个 TypedArray。我们先看一下 AllocateEmptyOnHeapBuffer。

TNode<JSArrayBuffer> TypedArrayBuiltinsAssembler::AllocateEmptyOnHeapBuffer( 
    TNode<Context> context, TNode<UintPtrT> byte_length) { 
 
  TNode<NativeContext> native_context = LoadNativeContext(context); 
  TNode<Map> map = CAST(LoadContextElement(native_context, Context::ARRAY_BUFFER_MAP_INDEX)); 
  TNode<FixedArray> empty_fixed_array = EmptyFixedArrayConstant(); 
  // 申请一个 JSArrayBuffer 对象所需要的内存 
  TNode<JSArrayBuffer> buffer = UncheckedCast<JSArrayBuffer>(Allocate(JSArrayBuffer::kSizeWithEmbedderFields)); 
  // 初始化对象的属性 
  StoreMapNoWriteBarrier(buffer, map); 
  StoreObjectFieldNoWriteBarrier(buffer, JSArray::kPropertiesOrHashOffset, empty_fixed_array); 
  StoreObjectFieldNoWriteBarrier(buffer, JSArray::kElementsOffset, empty_fixed_array); 
  int32_t bitfield_value = (1 << JSArrayBuffer::IsExternalBit::kShift) | 
                           (1 << JSArrayBuffer::IsDetachableBit::kShift); 
  StoreObjectFieldNoWriteBarrier(buffer, JSArrayBuffer::kBitFieldOffset, Int32Constant(bitfield_value)); 
  StoreObjectFieldNoWriteBarrier(buffer, JSArrayBuffer::kByteLengthOffset, byte_length); 
  // 设置 buffer 为 nullptr                                
  StoreJSArrayBufferBackingStore(buffer, EncodeExternalPointer(ReinterpretCast<RawPtrT>(IntPtrConstant(0)))); 
  StoreObjectFieldNoWriteBarrier(buffer, JSArrayBuffer::kExtensionOffset, IntPtrConstant(0)); 
  for (int offset = JSArrayBuffer::kHeaderSize; offset < JSArrayBuffer::kSizeWithEmbedderFields; offset += kTaggedSize) { 
    StoreObjectFieldNoWriteBarrier(buffer, offset, SmiConstant(0)); 
  } 
  return buffer; 
} 

AllocateEmptyOnHeapBuffer 申请了一个空的 JSArrayBuffer 对象，空的意思是说没有存储数据的内存。接着看基于 JSArrayBuffer 对象 通过 AllocateTypedArray 创建一个 TypedArray。

transitioning macro AllocateTypedArray(implicit context: Context)( 
    isOnHeap: constexpr bool, map: Map, buffer: JSArrayBuffer, 
    byteOffset: uintptr, byteLength: uintptr, length: uintptr): JSTypedArray { 
  // 从 V8 堆中申请存储数据的内存 
  let elements: ByteArray = AllocateByteArray(byteLength); 
  // 申请一个 JSTypedArray 对象 
  const typedArray = UnsafeCast<JSTypedArray>(AllocateFastOrSlowJSObjectFromMap(map)); 
  // 初始化属性 
  typedArray.elements = elements; 
  typedArray.buffer = buffer; 
  typedArray.byte_offset = byteOffset; 
  typedArray.byte_length = byteLength; 
  typedArray.length = length; 
  typed_array::SetJSTypedArrayOnHeapDataPtr(typedArray, elements, byteOffset); 
  SetupTypedArrayEmbedderFields(typedArray); 
  return typedArray; 

我们发现 Uint8Array 申请的内存是基于 V8 堆的，而不是 V8 的堆外内存，这难道和 C++ 层的实现不一样?Uint8Array 的内存的确是基于 V8 堆的，比如我像下面这样使用的时候。

const arr = new Uint8Array(1); 
arr[0] = 65; 

但是如果我们使用 arr.buffer 的时候，情况就不一样了。我们看看具体的实现。

BUILTIN(TypedArrayPrototypeBuffer) { 
  HandleScope scope(isolate); 
  CHECK_RECEIVER(JSTypedArray, typed_array, 
                 "get %TypedArray%.prototype.buffer"); 
  return *typed_array->GetBuffer(); 
} 

接着看 GetBuffer 的实现。

Handle<JSArrayBuffer> JSTypedArray::GetBuffer() { 
  Isolate* isolate = GetIsolate(); 
  Handle<JSTypedArray> self(*this, isolate); 
  // 拿到 TypeArray 对应的 JSArrayBuffer 对象 
  Handle<JSArrayBuffer> array_buffer(JSArrayBuffer::cast(self->buffer()), isolate); 
  // 分配过了直接返回 
  if (!is_on_heap()) { 
   return array_buffer; 
  } 
  size_t byte_length = self->byte_length(); 
  // 申请 byte_length 字节内存存储数据 
  auto backing_store = BackingStore::Allocate(isolate, byte_length, SharedFlag::kNotShared, InitializedFlag::kUninitialized); 
  // 关联 backing_store 到 array_buffer 
  array_buffer->Setup(SharedFlag::kNotShared, std::move(backing_store)); 
  return array_buffer; 
} 

我们看到当使用 buffer 的时候，V8 会在 V8 堆外申请内存来替代初始化 Uint8Array 时在 V8 堆内分配的内存，并且把原来的数据复制过来。看一下下面的例子。

console.log(process.memoryUsage().arrayBuffers) 
let a = new Uint8Array(10); 
a[0] = 65; 
console.log(process.memoryUsage().arrayBuffers) 

我们会发现 arrayBuffers 的值是一样的，说明 Uint8Array 初始化时没有通过 arrayBuffers 申请堆外内存。接着再看下一个例子。

console.log(process.memoryUsage().arrayBuffers) 
let a = new Uint8Array(1); 
a[0] = 65; 
a.buffer 
console.log(process.memoryUsage().arrayBuffers) 
console.log(new Uint8Array(a.buffer)) 

我们看到输出的内存增加了一个字节，输出的 a.buffer 是 [ 65 ](申请内存超 64 时会从堆外申请)。

3 堆外内存的管理

从之前的分析中我们看到，Node.js Buffer 是基于堆外内存实现的(自己申请进程堆内存或者使用 V8 默认的内存分配器)，我们知道，平时使用的变量都是由 V8 负责管理内存的，那么 Buffer 所代表的堆外内存是怎么管理的呢?Buffer 的内存释放也是由 V8 跟踪的，不过释放的逻辑和堆内内存不太一样。我们通过一些例子来分析一下。

function forceGC() { 
    new ArrayBuffer(1024 * 1024 * 1024); 
} 
 
setTimeout(() => { 
    /* 
        从 C++ 层调用 V8 对象创建内存 
        let a = process.binding('buffer').createFromString("你好", 1); 
    */  
    /* 
        直接使用 V8 内置对象 
        let a = new ArrayBuffer(10); 
    */ 
    // 从 C++ 层自己管理内存 
    let a = process.binding('buffer').encodeUtf8String("你好"); 
    // 置空等待 GC 
    a = null; 
    // 分配一块大内存触发 GC 
    process.nextTick(forceGC); 
}, 1000); 
 
const net = require('net'); 
net.createServer((socket) => {}).listen() 

在 V8 的代码打断点，然后调试以上代码。

我们看到在超时回调里 V8 分配了一个 ArrayBufferExtension 对象并记录到 ArrayBufferSweeper 中。接着看一下触发 GC 时的逻辑。

V8 在 GC 中会调用

heap_->array_buffer_sweeper()->RequestSweepYoung() 回收堆外内存，另外 Node.js 本身似乎也使用线程去回收 堆外内存。我们再看一下自己管理内存的情况下回调的触发。

如果这样写是不会触发 BackingStore::~BackingStore 执行的，再次验证了 Uint8Array 初始化时没有使用 BackingStore。

setTimeout(() => { 
   let a = new Uint8Array(1); 
   // a.buffer; 
   a = null; 
   process.nextTick(forceGC); 
}); 

但是如果把注释打开就可以。

4 总结

Buffer 平时用起来可能比较简单，但是如果深入研究它的实现就会发现涉及的内容不仅多，而且还复杂，不过深入理解了它的底层实现后，会有种豁然开朗的感觉，另外 Buffer 的内存是堆外内存，如果我们发现进程的内存不断增长但是 V8 堆快照大小变化不大，那可能是 Buffer 变量没有释放，理解实现能帮助我们更好地思考问题和解决问题。

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