我們知道Javascript作為一種動態(tài)語言，性能方面與c#,Java之類的靜態(tài)語言相比存在著一定的差距。而隨著Web技術(shù)的發(fā)展，對Javascript的執(zhí)行效率提出越來越高的要求。為了追求更好的性能，V8引擎借鑒了大量的靜態(tài)語言編譯技術(shù)來優(yōu)化引擎的執(zhí)行效率。比如V8引擎放棄生成中間字節(jié)碼，而是直接從AST(抽象語法樹)生成機(jī)器語言。與靜態(tài)語言不同, javascript的程序在執(zhí)行期間需要反復(fù)檢查數(shù)據(jù)類型。因此，V8引擎中存在兩種機(jī)制來優(yōu)化這個過程。

hidden class 隱藏類

對于動態(tài)類型語言來說，由于類型的不確定性，在方法調(diào)用過程中，語言引擎每次都需要進(jìn)行動態(tài)查詢，這就造成大量的性能消耗，從而降低程序運(yùn)行的速度。大多數(shù)的Javascript 引擎會采用哈希表的方式來存取屬性和尋找方法。而為了加快對象屬性和方法在內(nèi)存中的查找速度，V8引擎引入了隱藏類(Hidden Class)的機(jī)制，起到給對象分組的作用。在初始化對象的時候，V8引擎會創(chuàng)建一個隱藏類，隨后在程序運(yùn)行過程中每次增減屬性，就會創(chuàng)建一個新的隱藏類或者查找之前已經(jīng)創(chuàng)建好的隱藏類。每個隱藏類都會記錄對應(yīng)屬性在內(nèi)存中的偏移量，從而在后續(xù)再次調(diào)用的時候能更快地定位到其位置。

function Person(name, age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
}

var xiaoming = new Person("xiaoming", 32);
var lisi = new Person("lisi", 20);

xiaoming.email = "xiaoming@qq.com";
xiaoming.job = "teacher";

lisi.job = "chef";
lisi.email = "lisi@qq.com";

觀察以上代碼，當(dāng)初始化Person對象的時候，最開始會創(chuàng)建一個C0的隱藏類,該類不帶有任何屬性。隨后在調(diào)用構(gòu)造器函數(shù)的時候，隨著屬性的增加，引擎會生成C1，C2的過渡隱藏類，隱藏類內(nèi)部會記錄屬性的偏移量（offset)。之所以存在過渡隱藏類是為了在多個對象間能夠共享隱藏類。

這里，注意到xiaoming和lisi兩個對象使用的是同一個構(gòu)造函數(shù)，所以它們會共享同一個隱藏類C2。隨后雖然xiaoming和lisi兩個對象都添加了job和email兩個屬性，但由于初始化順序不同，會生成不同的隱藏類。

hiddenClass.png

不同初始化順序的對象，所生成的隱藏類是不一樣的。因此，在實(shí)際開發(fā)過程中，應(yīng)該盡量保證屬性初始化的順序一致，這樣生成的隱藏類可以得到共享。同時，盡量在構(gòu)造函數(shù)里就初始化所有對象成員，減少隱藏類的產(chǎn)生。

inline caching 內(nèi)聯(lián)緩存

僅擁有隱藏類似乎還不夠，畢竟引擎在執(zhí)行過程中還需要查找隱藏類。為了取得更好的性能，V8引擎加入了內(nèi)聯(lián)緩存(Inline Caching)技術(shù)來優(yōu)化運(yùn)行時查找對象及其屬性的過程。這項技術(shù)其實(shí)很古老了，最初是應(yīng)用在Smalltalk虛擬機(jī)上。核心原理就是在運(yùn)行過程中，收集類型信息，從而可以讓引擎在后續(xù)運(yùn)行過程中利用這些類型信息作出預(yù)判。

對于動態(tài)查詢優(yōu)化來說，最簡單的方式是利用緩存來保留最常使用的查詢結(jié)果。每次調(diào)用對象上的方法或?qū)傩缘臅r候先查詢緩存，如果命中則直接使用緩存結(jié)果。如果未命中，就查詢隱藏類來獲取結(jié)果。內(nèi)聯(lián)緩存也是基于這個思想。但是如果想要進(jìn)一步優(yōu)化查詢效率，應(yīng)該怎么做呢？考慮到在程序中類型很少發(fā)生改變，內(nèi)聯(lián)緩存技術(shù)會直接將查詢結(jié)果寫入調(diào)用方法中，來避免查詢緩存。但是萬一類型在程序執(zhí)行中途發(fā)生變化了怎么辦？對于這種情況，內(nèi)聯(lián)緩存會在直接調(diào)用之前驗證類型，這些驗證類型的代碼叫做"前導(dǎo)代碼"。

var arr = [1, 2, 3, 4];
arr.forEach((item) => console.log(item.toString());

像上面這段代碼，數(shù)字1在第一次toString()方法時會發(fā)起一次動態(tài)查詢，并記錄查詢結(jié)果。當(dāng)后續(xù)再調(diào)用toString方法時，引擎就能根據(jù)上次的記錄直接獲知調(diào)用點(diǎn)，不再進(jìn)行動態(tài)查詢操作。

再來考慮下面這個情況：

var arr = [1, '2', 3, '4'];
arr.forEach((item) => console.log(item.toString());

可以看到，調(diào)用toString方法的對象類型經(jīng)常發(fā)生改變，這就會導(dǎo)致緩存失效。為了防止這種情況發(fā)生，V8引擎采用了 polymorphic inline cache (PIC) 技術(shù)，該技術(shù)不僅僅只緩存最后一次查詢結(jié)果，還會緩存多次的查詢結(jié)果（取決于記錄上限）。