《图解 Google V8》专栏总结

这是一门短小精悍的课程，整个专栏就 24 讲，没有一行一行的分析 Chrome V8 代码。高屋建瓴地拆解 V8 的每一块内容，那估计 100 讲也说不完，编程领域论代码复杂性，老大是操作系统，其次是浏览器，所以专栏作者主要说了 V8 的核心特性，以及从前端角度触发，将两者相结合讲解，对于入门 V8 和进阶高阶 JS 是没什么问题。

从五个纬度拆解 V8 的知识

• V8 基础环境
• V8 执行流程
• 事件循环系统
• 垃圾回收机制
• JS 设计思想

V8 基础环境

• 全局执行上下文
• 事件循环系统

V8 执行流程

事件循环系统

垃圾回收机制

• 垃圾回收器，主垃圾回收器和副垃圾回收器
• 垃圾回收算法，Scavenge 算法（副），标记-清除，标记-整理（主）。
• 垃圾回收流程

JS 设计思想

• 函数是一等公民
• 类型系统和自动垃圾回收
• 原型链继承

V8 是执行一段 JS 代码，其主核心流程是先将 JS 代码转为低级中间代码或者机器码，再执行机器代码。你可以把 V8 看成是一个虚构出来的计算机，也称为虚拟机，虚拟机通过模拟实际计算机的各种功能来实现代码的执行，如模拟实际计算机的 CPU、堆栈、寄存器等，虚拟机还具有它自己的一套指令系统。这样我们不需要操作系统，就构建自己的应用。

JS 设计思想

• 函数即对象
• 快属性和慢属性：V8 如何提升对象属性访问速度
• 函数表达式
• 原型链，V8 实现对象继承
• 作用域链，V8 查找变量
• 类型转换，实现 1 + “2”
• 查看 V8 编译工具 D8

V8编译流水线

• 运行时环境
• 机器代码，二进制代码被CPU执行
• 堆和栈，函数调用影响内存布局
• 延迟解析，实现闭包
• 字节码，引入中间字节码，体积小，缓存命中率高
• 隐藏类，可快速查找对象属性
• 内联缓存，提供函数执行效率

事件循环和垃圾回收

• 消息队列，实现函数回调
• 异步编程，实现微任务和宏任务
• 垃圾回收，主垃圾回收器和副垃圾回收器，Scavenge 算法（副），标记-清除，标记-整理（主）

Chrome V8对于很多前端同学都是黑盒，如果我们要理解每一个设计意图和设计API，无疑是自找没趣，如果能从宏观的角度，先知道V8的大体架构，以及它的演进历程，那么就会明白它的设计意图，也能结合前端的变革一同分析，这无疑是渐进式地，且增加了关联性，比较容易形成自己的理解。所以我强烈推荐这个专栏作为V8的入门和JS进阶。

下面是一些笔记

1、为什么父类上被继承的方法或者属性要写在原型（prototype）上，而不直接绑定到this上？

因为绑定到this上，每次new调用构造函数的时候，都会生成一份新的数据，而prototype是内存共享的。

2、v8有哪些优化手段

我们知道 JavaScript 是一门动态语言，其执行效率要低于静态语言，V8 为了提升 JavaScript 的执行速度，借鉴了很多静态语言的特性，比如实现了 JIT 机制，为了提升对象的属性访问速度而引入了隐藏类，为了加速运算而引入了内联缓存。

3、V8隐藏类有什么作用？

静态语言，比如C++，在创建对象的时候知道对象属性的类型，即知道对象占用的空间是多少，所以也知道对象的偏移量，通过偏移量可以快速查找属性，和数组下标查找元素，时间复杂度只要O(1)是同一个道理。而V8引入隐藏类，在编译代码的时候，预解析对象的类型，并为对象设置隐藏类。但JS因为运行时可以修改对象的属性，如果动态修改了对象属性类型，很可能导致隐藏类的优化失效，我们在运行时尽量不要修改对象类型，新增或者删除属性也会使隐藏类失效。

4、V8内联缓存

其实 内联缓存（IC，inline cache） 的原理很简单，直观地理解，就是在 V8 执行函数的过程中，会观察函数中一些调用点 (CallSite) 上的关键的中间数据，然后将这些数据缓存起来，当下次再次执行该函数的时候，V8 就可以直接利用这些中间数据，节省了再次获取这些数据的过程，因此 V8 利用 IC，可以有效提升一些重复代码的执行效率。

5、宏任务和微任务

宏任务是在主线程的消息队列里，一个宏任务下面可以有多个微任务。主线程有一个循环，从消息队列中读取宏任务，执行结束再执行下一个。而微任务是在当前执行的调用栈的微任务队列里，微任务其实是一个需要异步执行的函数，执行时机是在主函数执行结束之后、当前宏任务结束之前。下面是一张主线程普通任务，宏任务，微任务的示意图。

6、async和await

用来解决回调地狱。在之前用generator解决回调地狱，但是状态还需要外部手动控制，所以有心智负担。generator是JS中协程的概念，协程是比线程更轻量的存在，是在内存间执行，无像线程间切换的开销。而async像写同步代码一样写异步流程，支持try catch，接收一个普通函数或者一个promise。

7、V8垃圾回收

分为主垃圾回收和副垃圾回收。分别负责老生代和新生代垃圾回收。

副垃圾回收即频繁触发的垃圾回收，因为回收频繁，所以占用的内存空间少，一般是几M。新生代使用的是scanvenger算法，即将内存空间均分为两个空间，每次将少量数据存入一个空间，当空间满了，就进行一次GC操作，清理没有引用的对象，并且将不连续的内存变成连续的，两个空间互换，并清除最新的。如果一个对象在两次变换中还存在，即晋升到老生代。

老生代是保存大对象，以及存活时间久的对象。使用标记清除算法。先标记，然后清除，但是内存空间里的对象还是不连续，所以就引入了标记-整理（mark-compact）。标记即标记清除，整理即整理内存碎片。

主垃圾回收器同时采用了这三种策略：

首先主垃圾回收器主要使用并发标记，我们可以看到，在主线程执行 JavaScript，辅助线程就开始执行标记操作了，所以说标记是在辅助线程中完成的。

标记完成之后，再执行并行清理操作。主线程在执行清理操作时，多个辅助线程也在执行清理操作。

另外，主垃圾回收器还采用了增量标记的方式，清理的任务会穿插在各种 JavaScript 任务之间执行。

8、V8内存泄漏

闭包可能会导致内存泄漏。所以闭包内引用的对象要及时销毁或者引用少量数据。

9、V8内存回收

如果频繁使用大的临时变量，那么就会导致频繁垃圾回收，频繁的垃圾回收操作会让你感觉到页面卡顿，要解决这个问题，我们可以考虑将这些临时变量设置为全局变量。

最后放一张结业证书，我觉得这个还挺有仪式感的。