复习前端：JavaScript V8 引擎机制

V8 是谷歌推出的开源 JavaScript 引擎，它是用 C++ 编写的，支持 Google Chrome、Chromium 网络浏览器和 NodeJS，它负责与环境交互并生成字节码来运行程序。

V8 和其他引擎之间最显着的区别是它的即时 (JIT) 编译器。

如何在 V8 中执行一段 JS 代码

• 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

引用计数和标记清除简介

引用计数：如果一个变量被分配了一个引用类型，那么这个对象的引用次数是+1。如果变量变为另一个值，则对象的引用数为-1，垃圾回收器将回收引用数为0的对象。但是，当对象被循环引用时，引用数永远不会归零，导致无法释放内存。标记清除：垃圾收集器首先标记内存中的所有对象，然后从根节点开始遍历，清除被引用对象和运行环境中对象的标记，剩下的标记对象不可访问，等待回收对象。

V8 如何进行垃圾回收

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。

总结

每当讨论 JavaScript 的工作原理时，都会谈论事件循环、微任务、宏任务和回调队列。然而，所有这些东西都没有在 JavaScript 中实现。相反，它们是 V8 引擎的一部分，负责优化 JavaScript 代码。