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v8

本质是一个虚拟机，将代码解释为二进制指令

参考

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并发标记(mark-and-sweep)

  • 三色标记
    • 白色：收集器还未发现该对象
    • 灰色：收集器发现，并已推到标记工作表
    • 黑色：对象从标记工作表弹出，并已访问其全部字段
    • 当没有灰色对象时，标记结束。所有剩余的白色对象都可以安全地被回收。

新v8架构的优化

v8历史

在 V8 引擎的 5.9 版本之前，有两个编译器：

  • full-codegen  —— 一个简单快速的编译器，可以生成简单但是相对比较慢的机器码。
  • Crankshaft —— 一个更加复杂的（即时）优化编译器，可以产生高度优化的代码。

优化点

  • Ignition 译码器
    • 较小的性能抖动
    • 提高启动速度
    • 改进基线性能
  • 减少内存使用
  • 支持新的语言特性

字节码和机器码

常识

  • 顺序：js -> 字节码 -> 机器码
  • js编译后的字节码，会占用15%的v8堆内存

部分原生方法解析

forEach

  • 每次循环会做in判断导致比for-loop慢

v8调试方式-node

  • --print-bytecode // 打印字节码
  • --trace-gc // 查看内存
  • --trace_gc_verbose // 查看内存明细
  • --allow-natives-syntax // 允许使用V8 引擎内部调试函数

v8本地安装

// clone depot_tools
git clone https://chromium.googlesource.com/chromium/tools/depot_tools.git

// set path
export PATH=$PATH:/path/to/depot_tools
// restart terminal

// use `fetch` in depot_tools to get v8 source
fetch v8

// stay up to date
git pull origin
gclient sync

// get gn library
gclient runhooks

// add `gm` to alias
alias gm=/path/to/v8/tools/dev/gm.py

// build V8 for known configurations
gm x64.release

// run specific tests
gm x64.debug mjsunit/string-split

// build & run all test
gm x64.release.check

// run benchmarks
gm x64.debug benchmarks

js引擎

主流JS引擎

  • V8（Chrome和NodeJS)
  • SpiderMonkey（FireFox）
  • Chakra（IE和Eage）
  • JavaScriptCore（Safari/ReactNative）

执行流程

执行流程

  1. 解析器解析成ast
  2. 解释器解析成字节码（效率高，执行慢）
  3. 编译器将频繁调用的字节码编译替换成机器码（效率低，执行快）
  4. 如果机器码推测是错误的，会执行“去优化”，还原成字节码

对象和数组

这块可以参考shape&InlineCaches

代码缓存

V8 编译后的代码 Chrome 有两级缓存

  1. Isolate缓存
  • 尽可能使用已存在的数据（命中率80%）
  • 编译后，以源码为key存在hashtable（v8堆）中
  • 编译其他脚本时检测hashtable，是否存在可复用
  1. 完整序列化的硬盘缓存

有效措施

  • 不改资源url？

  • 明确代码执行行为路径（一些random操作对缓存查找路径会有影响）

  • 不变&常变代码分离（不变代码长期缓存，也能用于其他tab页面）

  • IIFE 启发式

    // 编译器扫到function 关键字之前的 (就会做编译
// 不过除非必要，否则不推荐用
const bar = (function() {
  // Eagerly compiled
});

  • 合并小文件

    • 1kb以下文件不会被缓存

d8

debug for v8

如何运行

下载一个编译好的d8

命令行

  1. 解压，sudo ./d8
  2. 进入命令模式，直接可以输入js

文件

./d8 ./test.js

v8内部结构

v8内部结构

Parser

js转ast

ignition

即解释器，将ast转二进制码（bytecode）并执行，同时收集TurboFan优化编译所需信息。

通常有两种类型解释器：

  1. 基于寄存器（现在的v8），优势：
    1. 更快（相较栈，可以用更少的指令，或者说更少的内存访问完成操作；内存访问是执行速度的一个瓶颈）
  2. 基于栈（java、.Net、早期v8），优势：
    1. 实现简单
    2. 节省资源
    3. 可移植性

TurboFan

即编译器，将二进制码（bytecode）转为汇编

Orinoco

即垃圾回收器

闭包的影响

一等公民

在编程语言中，一等公民可以作为函数参数，可以作为函数返回值，也可以赋值给变量，

所以在javascript，函数是一等公民

静态作用域和动态作用域

静态作用域：编译时即可确定上下引用关系

动态作用域：执行时确认引用关系

惰性解析

解析器在解析过程中，会跳过函数内部代码，而只生产顶层代码的ast和字节码，原因在于：

  1. 减少用户等待时间
  2. 降低内存占用

闭包的问题就是游离态的变量，不会随执行上下文被销毁

预解析器

v8引入了预解析器，即遇到一个函数，不会跳过，而是做一次快速检查：

  1. 函数是否有语法错误，有则直接抛错
  2. 函数是否引用了外部变量，有则会将栈中的变量复制到堆中，下次执行函数时，直接使用堆中的引用，以此解决闭包问题（内存泄漏）

快属性和慢属性

// 举例：
function Foo() {
  this[200] = 'test-200';
  this[1] = 'test-1';
  this[100] = 'test-100';
  this['B'] = 'bar-B'
  this[50] = 'test-50';
  this[9] = 'test-9';
  this[8] = 'test-8';
  this[3] = 'test-3';
  this[5] = 'test-5';
  this['D'] = 'bar-D';
  this['C'] = 'bar-C';
}
var bar = new Foo();
for (key in bar) {
  console.log(`index:${key} value:${bar[key]}`);
}

// 请问key输出顺序是什么？
// 在ECMAScript 规范中定义了数字属性应该按照索引值大小升序排列，字符串属性根据创建时的顺序升序排列。

v8默认会使用线性结构存储，即排序属性和常规属性：

  • 数字属性称为elements，排序属性

  • 字符串称为properties，常规属性，其中部分（默认10个）常规属性会直接存储到对象本身，称为对象内属性

当对象中属性过多，或者存在反复添加/删除属性的操作，v8会将线性存储降为非线性的字典存储模式（降低查找速度，提升属性修改速度）