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id: wiki-2026-0508-v8-엔진-힙-아키텍처
title: V8 엔진 힙 아키텍처
category: 10_Wiki/Topics
status: verified
canonical_id: self
aliases: [V8 Heap Architecture, V8 메모리 관리, Orinoco, V8 GC]
duplicate_of: none
source_trust_level: A
confidence_score: 0.9
verification_status: applied
tags: [v8, javascript, gc, memory-management, runtime]
raw_sources: []
last_reinforced: 2026-05-10
github_commit: pending
tech_stack:
  language: C++/JavaScript
  framework: V8 (Chrome/Node.js)
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# V8 엔진 힙 아키텍처

## 매 한 줄
> **"매 generational + concurrent + parallel + incremental GC — Young (Scavenger) + Old (Mark-Sweep-Compact) + Orinoco pipeline 으로 매 main-thread pause 의 ms 단위로 압축"**. 매 Google V8 (Chrome/Node.js/Deno/Edge) 의 메모리 관리. 매 Orinoco (2016~) 프로젝트 의 GC 의 90%+ off-main-thread. 매 2026 의 V8 12.x 의 production state.

## 매 핵심

### 매 Heap 구조
- **New Space (Young Generation)**: 매 1-8MB. 매 short-lived objects. 매 Scavenger (Cheney's copying) 으로 collect.
  - From-space + To-space (semi-space). 매 alloc 의 from-space pointer bump.
  - Scavenge: live objects 의 to-space 로 copy → swap. 매 두 번 survive 한 object 는 Old Space 로 promote.
- **Old Space**: 매 long-lived objects. 매 Mark-Sweep-Compact 으로 collect. 매 Major GC.
- **Large Object Space**: 매 ≥256KB objects (large arrays, strings). 매 직접 alloc, no copy.
- **Code Space**: 매 JIT-compiled code (TurboFan, Maglev, Sparkplug).
- **Map Space**: 매 hidden classes (V8 Maps) — object shape descriptors.
- **Read-Only Space**: 매 immutable singletons (true, false, null, undefined).

### 매 Orinoco (modern GC pipeline)
- **Concurrent Marking**: 매 main-thread alongside 의 worker threads 의 mark phase 실행. Tri-color invariant (white/grey/black) + write barrier 로 mutator 와 coexist.
- **Parallel Sweeping/Compacting**: 매 multiple GC threads 의 simultaneously work.
- **Incremental Marking**: 매 marking 의 small chunks 로 split — 매 main thread pause 의 <1ms 로 amortize.
- **Lazy Sweeping**: 매 sweep 의 alloc time 의 on-demand.

### 매 Hidden Classes + Inline Caches
- 매 V8 의 dynamic JS object 의 internally fixed-shape "Hidden Class" 로 represent — 매 property access 의 C++ struct field access 만큼 fast.
- 매 IC (Inline Cache) 가 call site 에서 매 last shape 의 cache → 매 monomorphic 의 fast path.

### 매 응용
1. Node.js backend 의 메모리 leak 의 debugging — heap snapshot, retainer chain.
2. Browser tab memory budget 관리 — Chrome DevTools Memory tab.
3. Server-side rendering 의 short-lived object 의 polymorphism 회피로 throughput 증가.

## 💻 패턴

### Heap snapshot in Node.js
```javascript
const v8 = require('v8');
const fs = require('fs');

// Trigger heap snapshot
const stream = v8.getHeapSnapshot();
const file = fs.createWriteStream(`heap-${Date.now()}.heapsnapshot`);
stream.pipe(file);
// Open in Chrome DevTools → Memory → Load
```

### Heap statistics
```javascript
const v8 = require('v8');
console.log(v8.getHeapStatistics());
// { total_heap_size, used_heap_size, heap_size_limit, ... }

console.log(v8.getHeapSpaceStatistics());
// per-space: new_space, old_space, code_space, large_object_space, ...
```

### Force GC (debug only)
```bash
node --expose-gc app.js
```
```javascript
if (global.gc) {
  global.gc();
  console.log(process.memoryUsage());
}
```

### Tune heap size (production Node.js)
```bash
# 4GB old space
node --max-old-space-size=4096 server.js

# 64MB young space (default ~16MB)
node --max-semi-space-size=64 server.js
```

### Avoid hidden-class transitions (perf pattern)
```javascript
// Bad — hidden class transitions
const u1 = {};
u1.name = 'a'; u1.age = 1;     // shape A → B
const u2 = {};
u2.age = 1; u2.name = 'a';     // different shape! (order matters)

// Good — same shape every time
function makeUser(name, age) {
  return { name, age };         // same hidden class
}
```

### Heap profiling (allocation sampling)
```javascript
const inspector = require('inspector');
const session = new inspector.Session();
session.connect();

session.post('HeapProfiler.startSampling');
// run workload
session.post('HeapProfiler.stopSampling', (err, { profile }) => {
  fs.writeFileSync('profile.heapprofile', JSON.stringify(profile));
});
```

### Detect memory leak (retainer)
```javascript
// Common leak: closure holding large object
const cache = new Map();
function handler(req) {
  const huge = loadHuge();
  cache.set(req.id, () => huge.someMethod()); // closure pins huge
}

// Fix: WeakRef + WeakMap (2026 standard)
const cache2 = new WeakMap();
function handler2(req) {
  cache2.set(req, loadHuge()); // GC eligible when req dies
}
```

## 매 결정 기준
| 상황 | Action |
|---|---|
| Node.js OOM (heap limit) | `--max-old-space-size` 증가 + heap snapshot 분석 |
| 매 잦은 short-lived object → Major GC pressure | Young space 증가 (`--max-semi-space-size`) |
| 매 polymorphic call site (slow) | Object shape 의 stabilize — 매 same constructor + same property order |
| 매 Large array (>256KB) | Large Object Space 로 직접 — 매 copy 의 X |
| 매 long-running process leak | Heap snapshot + retainer chain — 매 closure / event listener / global Map |

**기본값**: Production 의 매 `--max-old-space-size=4096` + heap snapshot 의 weekly capture.

## 🔗 Graph
- 부모: [[Garbage Collection]]
- 변형: [[Mark-Sweep-Compact]]
- 응용: [[Node.js Memory Tuning]] · [[Chrome DevTools Memory]]
- Adjacent: [[Inline Cache]] · [[JIT Compilation]]

## 🤖 LLM 활용
**언제**: 매 Node.js memory leak 분석 (heap snapshot retainer), 매 V8 GC tuning flag 추천, 매 hidden class transition 의 detect 및 fix, 매 GC pause 분석 (`--trace-gc`).
**언제 X**: 매 다른 JS engine (JSC/SpiderMonkey/Hermes) — 매 다른 GC architecture.

## ❌ 안티패턴
- **잦은 `delete`**: 매 hidden class transition trigger → polymorphic IC. 매 `obj.x = undefined` 도 같은 문제. 매 missing values 의 `null` 로 init from start.
- **Megamorphic call sites**: 매 4+ shapes 의 같은 call site 의 hit → IC 의 megamorphic fallback (slow path).
- **거대 closure**: 매 closure 의 enclosing scope 의 모든 var 의 keep alive — 매 small subset 만 capture (let inside).
- **`--max-old-space-size` 의 무한 증가**: 매 leak 의 mask — 매 root cause 의 fix.

## 🧪 검증 / 중복
- Verified (V8 공식 blog v8.dev — Orinoco/Sparkplug/Maglev 시리즈, Node.js docs).
- 신뢰도 A.

## 🕓 Changelog
| 날짜 | 변경 |
|---|---|
| 2026-05-08 | Phase 1 |
| 2026-05-10 | Manual cleanup — full V8 heap architecture canonical with Orinoco pipeline and 7 patterns |
