V8 引擎 ​

V8 引擎介绍 ​

V8 引擎是 JS 引擎，与其它 JS 引擎相比，能够更快速的处理 JS 脚本。它的主要作用是将 JS 代码编译成机器码并执行，以及内存的管理（内存分配与垃圾回收）。

V8 中 JS 代码执行阶段：

• 预分析：检查语法错误，但不生成 AST
• 生成 AST：词法/语法分析后，生成抽象语法树，AST 为每一行代码定义键值对。初始类型标识符定义 AST 属于一个程序，然后所有代码行将定义在主体内部，主体是一个对象数组。
• 生成字节码：基线编译器（Ignition）将 AST 转换为字节码
• 生成机器代码：优化编译器 (Turbofan) 将字节码转换为优化的机器代码。另外，在逐行执行字节码的过程中，如果一段代码经常被执行，V8会直接将这段代码转换并保存为机器码，下次执行不需要经过字节码，优化了执行速度

V8 引擎在执行 JavaScript 的过程中，主要有两个阶段：编译和运行。

JavaScript 在用户使用时完成编译和执行（C++ 与 Java 等语言需要在用户使用前先编译）：在 V8 引擎中，JavaScript 相关代码是在某些代码需要执行时，才会进行编译。
在 V8 引擎中，源代码先被解析器转变为抽象语法树(AST)，然后使用 JIT 编译器的全代码生成器从 AST 直接生成本地可执行代码。这个过程不同于 JAVA 先生成字节码或中间表示，减少了 AST 到字节码的转换时间，提高了代码的执行速度。但由于缺少了转换为字节码这一中间过程，也就减少了优化代码的机会。

• AOT（Ahead of time）：先编译后执行
• JIT（Just in time）：边编译边执行

在 V8 之前，所有 JS 引擎都是解释执行方式， V8 引入了 JIT 方式，极大提高了 JS 的执行速度。

V8 中的垃圾回收 ​

JavaScript 引擎中变量的存储位置主要有两个，栈内存和堆内存。

• 栈内存：存放基本类型数据和引用类型数据的内存地址
• 堆内存：存放引用类型数据。

对于不同类型的变量，栈内存和堆内存垃圾回收方式不同。

• 栈内存的回收：调用栈上下文切换后回收栈内存，比较简单

• 堆内存回收：V8的堆内存分为新生代内存和老年代内存。新生代内存是临时分配的内存，存在时间短，老年代内存存在时间长。

• 新一代内存回收机制 ​

新一代内存容量较小，64位系统下只有32M，新生代的记忆分为两部分：From 和 To 。进行垃圾回收时，先扫描 From，回收非存活对象，存活对象按顺序复制到 To，然后交换From/To，等待下一次回收

• 老年代内存回收机制 ​

Promotion：如果新生代的变量经过多次回收后仍然存在，则将其放入老年代的内存中 标记清除：老年代内存会先遍历所有对象并标记，然后对正在使用或强引用的对象取消标记，回收标记的对象 内存碎片整理：将对象移动到内存的一端

为什么JS比C++等语言慢，V8做了哪些优化？ ​

JS 的问题 ​

• 动态类型：每次访问属性/查找方法时，都需要先检查类型；另外，动态类型在编译阶段很难优化
• 属性访问：在 C++/Java 等语言中，方法、属性都是保存在数组中，只能通过数组位移获取，而JS是保存在对象中，每次获取都要进行 hash 查询。

针对 V8 的优化 ​

• 优化的JIT（即时编译）：与 C++/Java 等编译型语言相比，JS是同时解释和执行的，效率低下。V8 优化了这个过程：如果一段代码被执行多次，V8 会将这段代码转换成机器码并缓存起来，下次运行时直接使用机器码。
• 隐藏类：对于 C++ 等语言，只需几条指令就可以通过偏移获取变量信息，而JS需要进行字符串匹配，效率低下。V8借用类和偏移位置的思想，将对象划分为不同的组，即隐藏类。
• 嵌入式缓存：即缓存对象查询的结果。一般的查询过程是：获取隐藏类地址->根据属性名找到偏移值->计算属性地址，嵌入式缓存就是这个过程结果的缓存。