V8引擎——詳解

阿新 • • 發佈：2018-07-18

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前言

　　JavaScript絕對是最火的編程語言之一，一直具有很大的用戶群，隨著在服務端的使用（NodeJs），更是爆發了極強的生命力。編程語言分為編譯型語言和解釋型語言兩類，編譯型語言在執行之前要先進行完全編譯，而解釋型語言一邊編譯一邊執行，很明顯解釋型語言的執行速度是慢於編譯型語言的，而JavaScript就是一種解釋型腳本語言，支持動態類型、弱類型、基於原型的語言，內置支持類型。鑒於JavaScript都是在前端執行，而且需要及時響應用戶，這就要求JavaScript可以快速的解析及執行。

　　隨著Web相關技術的發展，JavaScript所要承擔的工作也越來越多，早就超越了“表單驗證”的範疇，這就更需要快速的解析和執行JavaScript腳本。V8引擎就是為解決這一問題而生，在node中也是采用該引擎來解析JavaScript。

　　V8是如何使得JavaScript性能有大幅提升的呢？通過對一些書籍和文章的學習，梳理了V8的相關內容，本文將帶你認識 V8。(該文在 17 年初發布於公司內網，反響不錯，近來閑暇再次整理作為知乎的第一篇分享，希望幫助更多的人了解 V8 引擎。轉載需經過本人同意)

　　1.渲染引擎及網頁渲染

　　瀏覽器自從上世紀80年代後期90年代初期誕生以來，已經得到了長足的發展，其功能也越來越豐富，包括網絡、資源管理、網頁瀏覽、多頁面管理、插件和擴展、書簽管理、歷史記錄管理、設置管理、下載管理、賬戶和同步、安全機制、隱私管理、外觀主題、開發者工具等。在這些功能中，為用戶提供網頁瀏覽服務無疑是最重要的功能，下面將對相關內容進行介紹。

　　1.1.渲染引擎

　　渲染引擎：能夠將HTML/CSS/JavaScript文本及相應的資源文件轉換成圖像結果。渲染引擎的主要作用是將資源文件轉化為用戶可見的結果。在瀏覽器的發展過程中，不同的廠商開發了不同的渲染引擎，如Tridend(IE)、Gecko(FF)、WebKit(Safari,Chrome,Andriod瀏覽器)等。WebKit是由蘋果2005年發起的一個開源項目，引起了眾多公司的重視，幾年間被很多公司所采用，在移動端更占據了壟斷地位。更有甚者，開發出了基於WebKit的支持HTML5的web操作系統(如：Chrome OS、Web OS)。

　　下面是WebKit的大致結構：技術分享圖片

　　上圖中實線框內模塊是所有移植的共有部分，虛線框內不同的廠商可以自己實現。下面進行介紹：

操作系統：是管理和控制計算機硬件與軟件資源的計算機程序，是直接運行在“裸機”上的最基本的系統軟件，任何其他軟件都必須在操作系統的支持下才能運行。WebKit也是在操作系統上工作的。
第三方庫，為了WebKit提供支持，如圖形庫、網絡庫、視頻庫等。
WebCore 是各個瀏覽器使用的共享部分，包括HTML解析器、CSS解析器、DOM和SVG等。JavaScriptCore是WebKit的默認引擎，在谷歌系列產品中被替換為V8引擎。WebKit Ports是WebKit中的非共享部分，由於平臺差異、第三方庫和需求的不同等原因，不同的移植導致了WebKit不同版本行為不一致，它是不同瀏覽器性能和功能差異的關鍵部分。
WebKit嵌入式編程接口，供瀏覽器調用，與移植密切相關，不同的移植有不同的接口規範。
測試用例，包括布局測試用例和性能測試用例，用來驗證渲染結果的正確性。

　　1.2.網頁渲染流程

　　上面介紹了渲染引擎的各個模塊，那麽一張網頁，要經歷怎樣的過程，才能抵達用戶面前？技術分享圖片

　　首先是網頁內容，輸入到HTML解析器，HTML解析器解析，然後構建DOM樹，在這期間如果遇到JavaScript代碼則交給JavaScript引擎處理；如果來自CSS解析器的樣式信息，構建一個內部繪圖模型。該模型由布局模塊計算模型內部各個元素的位置和大小信息，最後由繪圖模塊完成從該模型到圖像的繪制。在網頁渲染的過程中，大致可分為下面3個階段。

　　1.2.1.從輸入URL到生成DOM樹

地址欄輸入URL，WebKit調用資源加載器加載相應資源；
加載器依賴網絡模塊建立連接，發送請求並接收答復；
WebKit接收各種網頁或者資源數據，其中某些資源可能同步或異步獲取；
網頁交給HTML解析器轉變為詞語；
解釋器根據詞語構建節點，形成DOM樹；
如果節點是JavaScript代碼，調用JavaScript引擎解釋並執行；
JavaScript代碼可能會修改DOM樹結構；
如果節點依賴其他資源，如圖片\css、視頻等，調用資源加載器加載它們，但這些是異步加載的，不會阻礙當前DOM樹繼續創建；如果是JavaScript資源URL（沒有標記異步方式），則需要停止當前DOM樹創建，直到JavaScript加載並被JavaScript引擎執行後才繼續DOM樹的創建。

　　1.2.2.從DOM樹到構建WebKit繪圖上下文

CSS文件被CSS解釋器解釋成內部表示；
CSS解釋器完成工作後，在DOM樹上附加樣式信息，生成RenderObject樹；
RenderObject節點在創建的同時，WebKit會根據網頁層次結構構建RenderLayer樹，同時構建一個虛擬繪圖上下文。

　　1.2.3.繪圖上下文到最終圖像呈現

繪圖上下文是一個與平臺無關的抽象類，它將每個繪圖操作橋接到不同的具體實現類，也就是繪圖具體實現類；
繪圖實現類也可能有簡單的實現，也可能有復雜的實現，軟件渲染、硬件渲染、合成渲染等；
繪圖實現類將2D圖形庫或者3D圖形庫繪制結果保存，交給瀏覽器界面進行展示。

　　上述是一個完整的渲染過程，現代網頁很多都是動態的，隨著網頁與用戶的交互，瀏覽器需要不斷的重復渲染過程。

　　1.3.JavaScript引擎

　　JavaScript本質上是一種解釋型語言，與編譯型語言不同的是它需要一遍執行一邊解析，而編譯型語言在執行時已經完成編譯，可直接執行，有更快的執行速度(如上圖所示)。JavaScript代碼是在瀏覽器端解析和執行的，如果需要時間太長，會影響用戶體驗。那麽提高JavaScript的解析速度就是當務之急。JavaScript引擎和渲染引擎的關系如下圖所示：技術分享圖片

　　JavaScript語言是解釋型語言，為了提高性能，引入了Java虛擬機和C++編譯器中的眾多技術。現在JavaScript引擎的執行過程大致是：

　　源代碼-→抽象語法樹-→字節碼-→JIT-→本地代碼(V8引擎沒有中間字節碼)。一段代碼的抽象語法樹示例如下：

function demo(name) {
    console.log(name);
}

　　抽象語法樹如下：技術分享圖片
　　V8更加直接的將抽象語法樹通過JIT技術轉換成本地代碼，放棄了在字節碼階段可以進行的一些性能優化，但保證了執行速度。在V8生成本地代碼後，也會通過Profiler采集一些信息，來優化本地代碼。雖然，少了生成字節碼這一階段的性能優化，但極大減少了轉換時間。

　　但是在2017年4月底，v8 的 5.9 版本發布了，新增了一個 Ignition 字節碼解釋器，將默認啟動，從此之後將與JSCore有大致相同的流程。做出這一改變的原因為：（主要動機）減輕機器碼占用的內存空間，即犧牲時間換空間；提高代碼的啟動速度；對 v8 的代碼進行重構，降低 v8 的代碼復雜度(V8 Ignition：JS 引擎與字節碼的不解之緣 - CNode技術社區)。

　　JavaScript的性能和C相比還有不小的距離，可預見的未來估計也只能接近它，而不是與它相比，這從語言類型上已經決定。下面將對V8引擎進行更為細致的介紹。

　　2.V8引擎

　　V8引擎是一個JavaScript引擎實現，最初由一些語言方面專家設計，後被谷歌收購，隨後谷歌對其進行了開源。V8使用C++開發，，在運行JavaScript之前，相比其它的JavaScript的引擎轉換成字節碼或解釋執行，V8將其編譯成原生機器碼（IA-32, x86-64, ARM, or MIPS CPUs），並且使用了如內聯緩存（inline caching）等方法來提高性能。有了這些功能，JavaScript程序在V8引擎下的運行速度媲美二進制程序。V8支持眾多操作系統，如windows、linux、android等，也支持其他硬件架構，如IA32,X64,ARM等，具有很好的可移植和跨平臺特性。
　　V8項目代碼結構如下：技術分享圖片

　　2.1.數據表示

　　JavaScript是一種無類型語言，在編譯時並不能準確知道變量的類型，只可以在運行時確定，這就不像c++或者java等靜態類型語言，在編譯時候就可以確切知道變量的類型。然而，在運行時計算和決定類型，會嚴重影響語言性能，這也就是JavaScript運行效率比C++或者JAVA低很多的原因之一。

　　在C++中，源代碼需要經過編譯才能執行，在生成本地代碼的過程中，變量的地址和類型已經確定，運行本地代碼時利用數組和位移就可以存取變量和方法的地址，不需要再進行額外的查找，幾個機器指令即可完成，節省了確定類型和地址的時間。由於JavaScript是無類型語言，那就不能像c++那樣在執行時已經知道變量的類型和地址，需要臨時確定。JavaScript 和C++有以下幾個區別：

編譯確定位置，C++編譯階段確定位置偏移信息，在執行時直接存取，JavaScript在執行階段確定，而且執行期間可以修改對象屬性；
偏移信息共享，C++有類型定義，執行時不能動態改變，可共享偏移信息，JavaScript每個對象都是自描述，屬性和位置偏移信息都包含在自身的結構中；
偏移信息查找，C++查找偏移地址很簡單，在編譯代碼階段，對使用的某類型成員變量直接設置偏移位置，JavaScript中使用一個對象，需要通過屬性名匹配才能找到相應的值，需要更多的操作。

　　在代碼執行過程中，變量的存取是非常普遍和頻繁的，通過偏移量來存取，使用少數兩個匯編指令就能完成，如果通過屬性名匹配則需要更多的匯編指令，也需要更多的內存空間。示例如下：技術分享圖片

　　在JavaScript中，除boolean，number，string，null，undefined這個五個簡單變量外，其他的數據都是對象，V8使用一種特殊的方式來表示它們，進而優化JavaScript的內部表示問題。

　　在V8中，數據的內部表示由數據的實際內容和數據的句柄構成。數據的實際內容是變長的，類型也是不同的；句柄固定大小，包含指向數據的指針。這種設計可以方便V8進行垃圾回收和移動數據內容，如果直接使用指針的話就會出問題或者需要更大的開銷，使用句柄的話，只需修改句柄中的指針即可，使用者使用的還是句柄，指針改動是對使用者透明的。

　　除少數數據(如整型數據)由handle本身存儲外，其他內容限於句柄大小和變長等原因，都存儲在堆中。整數直接從value中取值，然後使用一個指針指向它，可以減少內存的占用並提高訪問速度。一個句柄對象的大小是4字節(32位設備)或者8字節(64位設備)，而在JavaScriptCore中，使用的8個字節表示句柄。在堆中存放的對象都是4字節對齊的，所以它們指針的後兩位是不需要的，V8用這兩位表示數據的類型，00為整數，01為其他。

　　JavaScript對象在V8中的實現包含三個部分：隱藏類指針，這是v8為JavaScript對象創建的隱藏類；屬性值表指針，指向該對象包含的屬性值；元素表指針，指向該對象包含的屬性。

　　2.2.工作過程

　　前面有過介紹，V8引擎在執行JavaScript的過程中，主要有兩個階段：編譯和運行，與C++的執行前完全編譯不同的是，JavaScript需要在用戶使用時完成編譯和執行。在V8中，JavaScript相關代碼並非一下完成編譯的，而是在某些代碼需要執行時，才會進行編譯，這就提高了響應時間，減少了時間開銷。在V8引擎中，源代碼先被解析器轉變為抽象語法樹(AST)，然後使用JIT編譯器的全代碼生成器從AST直接生成本地可執行代碼。這個過程不同於JAVA先生成字節碼或中間表示，減少了AST到字節碼的轉換時間，提高了代碼的執行速度。但由於缺少了轉換為字節碼這一中間過程，也就減少了優化代碼的機會。

　　V8引擎編譯本地代碼時使用的主要類如下所示：

Script：表示JavaScript代碼，即包含源代碼，又包含編譯之後生成的本地代碼，即是編譯入口，又是運行入口；
Compiler：編譯器類，輔組Script類來編譯生成代碼，調用解釋器(Parser)來生成AST和全代碼生成器，將AST轉變為本地代碼；
AstNode：抽象語法樹節點類，是其他所有節點的基類，包含非常多的子類，後面會針對不同的子類生成不同的本地代碼；
AstVisitor：抽象語法樹的訪問者類，主要用來遍歷異構的抽象語法樹；
FullCodeGenerator：AstVisitor類的子類，通過遍歷AST來為JavaScript生成本地可執行代碼。

技術分享圖片　　JavaScript代碼編譯的過程大致為：Script類調用Compiler類的Compile函數為其生成本地代碼。Compile函數先使用Parser類生成AST，再使用FullCodeGenerator類來生成本地代碼。本地代碼與具體的硬件平臺密切相關，FullCodeGenerator使用多個後端來生成與平臺相匹配的本地匯編代碼。由於FullCodeGenerator通過遍歷AST來為每個節點生成相應的匯編代碼，缺失了全局視圖，節點之間的優化也就無從談起。

　　在執行編譯之前，V8會構建眾多全局對象並加載一些內置的庫（如math庫），來構建一個運行環境。而且在JavaScript源代碼中，並非所有的函數都被編譯生成本地代碼，而是延遲編譯，在調用時才會編譯。

　　由於V8缺少了生成中間代碼這一環節，缺少了必要的優化，為了提升性能，V8會在生成本地代碼後，使用數據分析器(profiler)采集一些信息，然後根據這些數據將本地代碼進行優化，生成更高效的本地代碼，這是一個逐步改進的過程。同時，當發現優化後代碼的性能還不如未優化的代碼，V8將退回原來的代碼，也就是優化回滾。下面介紹一下運行階段，該階段使用的主要類如下所示：

Script：表示JavaScript代碼，即包含源代碼，又包含編譯之後生成的本地代碼，即是編譯入口，又是運行入口；
Execution：運行代碼的輔組類，包含一些重要函數，如Call函數，它輔組進入和執行Script代碼；
JSFunction：需要執行的JavaScript函數表示類；
Runtime：運行這些本地代碼的輔組類，主要提供運行時所需的輔組函數，如：屬性訪問、類型轉換、編譯、算術、位操作、比較、正則表達式等；
Heap：運行本地代碼需要使用的內存堆類；
MarkCompactCollector：垃圾回收機制的主要實現類，用來標記、清除和整理等基本的垃圾回收過程；
SweeperThread：負責垃圾回收的線程。

技術分享圖片　　先根據需要編譯和生成這些本地代碼，也就是使用編譯階段那些類和操作。在V8中，函數是一個基本單位，當某個JavaScript函數被調用時，V8會查找該函數是否已經生成本地代碼，如果已經生成，則直接調用該函數。否則，V8引擎會生成屬於該函數的本地代碼。這就節約了時間，減少了處理那些使用不到的代碼的時間。其次，執行編譯後的代碼為JavaScript構建JS對象，這需要Runtime類來輔組創建對象，並需要從Heap類分配內存。再次，借助Runtime類中的輔組函數來完成一些功能，如屬性訪問等。最後，將不用的空間進行標記清除和垃圾回收。

　　2.3.優化回滾

　　因為V8是基於AST直接生成本地代碼，沒有經過中間表示層的優化，所以本地代碼尚未經過很好的優化。於是，在2010年，V8引入了新的編譯器-Crankshaft，它主要針對熱點函數進行優化，基於JavaScript源代碼開始分析而非本地代碼，同時構建Hydroger圖並基於此來進行優化分析。

　　Crankshaft編譯器為了性能考慮，通常會做出比較樂觀和大膽的預測—代碼穩定且變量類型不變，所以可以生成高效的本地代碼。但是，鑒於JavaScript的一個弱類型的語言，變量類型也可能在執行的過程中進行改變，鑒於這種情況，V8會將該編譯器做的想當然的優化進行回滾，稱為優化回滾。

　　示例如下：

var counter = 0;
function test(x, y) {
    counter++;
    if (counter < 1000000) {
        // do something
        return ‘jeri‘;
    }
    var unknown = new Date();
    console.log(unknown);
}

　　該函數被調用多次之後，V8引擎可能會觸發Crankshaft編譯器對其進行優化，而優化代碼認為示例代碼的類型信息都已經被確定。但，由於尚未真正執行到new Date()這個地方，並未獲取unknown這個變量的類型，V8只得將該部分代碼進行回滾。優化回滾是一個很耗時的操作，在寫代碼過程中，盡量不要觸發優化該操作。

　　在最近發布的 V8 5.9 版本中，新增了一個 Ignition 字節碼解釋器，TurboFan 和 Ignition 結合起來共同完成JavaScript的編譯。這個版本中消除 Cranshaft 這個舊的編譯器，並讓新的 Turbofan 直接從字節碼來優化代碼，並當需要進行反優化的時候直接反優化到字節碼，而不需要再考慮 JS 源代碼。

　　2.4.隱藏類與內嵌緩存

　　2.4.1.隱藏類

　　在執行C++代碼時，僅憑幾個指令即可根據偏移信息獲取變量信息，而JavaScript裏需要通過字符串匹配來查找屬性值的，這就需要更多的操作才能訪問到變量信息，而代碼量變量存取是十分頻繁的，這也就制約了JavaScript的性能。V8借用了類和偏移位置的思想，將本來通過屬性名匹配來訪問屬性值的方法進行了改進，使用類似C++編譯器的偏移位置機制來實現，這就是隱藏類。

　　隱藏類將對象劃分成不同的組，對於組內對象擁有相同的屬性名和屬性值的情況，將這些組的屬性名和對應的偏移位置保存在一個隱藏類中，組內所有對象共享該信息。同時，也可以識別屬性不同的對象。示例如下：技術分享圖片
　　使用Point構造了兩個對象p和q，這兩個對象具有相同的屬性名，V8將它們歸為同一個組，也就是隱藏類，這些屬性在隱藏類中有相同的偏移值，p和q共享這一信息，進行屬性訪問時，只需根據隱藏類的偏移值即可。由於JavaScript是動態類型語言，在執行時可以更改變量的類型，如果上述代碼執行之後，執行q.z=2，那麽p和q將不再被認為是一個組，q將是一個新的隱藏類。

　　2.4.2.內嵌緩存

　　正常訪問對象屬性的過程是：首先獲取隱藏類的地址，然後根據屬性名查找偏移值，然後計算該屬性的地址。雖然相比以往在整個執行環境中查找減小了很大的工作量，但依然比較耗時。能不能將之前查詢的結果緩存起來，供再次訪問呢？當然是可行的，這就是內嵌緩存。

　　內嵌緩存的大致思路就是將初次查找的隱藏類和偏移值保存起來，當下次查找的時候，先比較當前對象是否是之前的隱藏類，如果是的話，直接使用之前的緩存結果，減少再次查找表的時間。當然，如果一個對象有多個屬性，那麽緩存失誤的概率就會提高，因為某個屬性的類型變化之後，對象的隱藏類也會變化，就與之前的緩存不一致，需要重新使用以前的方式查找哈希表。

　　2.5.內存管理

　　Node中通過JavaScript使用內存時就會發現只能使用部分內存（64位系統下約為1.4 GB，32位系統下約為0.7 GB），其深層原因是 V8 垃圾回收機制的限制所致（如果可使用內存太大，V8在進行垃圾回收時需耗費更多的資源和時間，嚴重影響JS的執行效率）。下面對內存管理進行介紹。

　　內存的管理組要由分配和回收兩個部分構成。V8的內存劃分如下：

Zone：管理小塊內存。其先自己申請一塊內存，然後管理和分配一些小內存，當一塊小內存被分配之後，不能被Zone回收，只能一次性回收Zone分配的所有小內存。當一個過程需要很多內存，Zone將需要分配大量的內存，卻又不能及時回收，會導致內存不足情況。
堆：管理JavaScript使用的數據、生成的代碼、哈希表等。為方便實現垃圾回收，堆被分為三個部分：
年輕分代：為新創建的對象分配內存空間，經常需要進行垃圾回收。為方便年輕分代中的內容回收，可再將年輕分代分為兩半，一半用來分配，另一半在回收時負責將之前還需要保留的對象復制過來。
年老分代：根據需要將年老的對象、指針、代碼等數據保存起來，較少地進行垃圾回收。
大對象：為那些需要使用較多內存對象分配內存，當然同樣可能包含數據和代碼等分配的內存，一個頁面只分配一個對象。

　　垃圾回收

　　V8 使用了分代和大數據的內存分配，在回收內存時使用精簡整理的算法標記未引用的對象，然後消除沒有標記的對象，最後整理和壓縮那些還未保存的對象，即可完成垃圾回收。

　　在V8中，使用較多的是年輕分代和年老分代。年輕分代中的對象垃圾回收主要通過Scavenge算法進行垃圾回收。在Scavenge的具體實現中，主要采用了Cheney算法：通過復制的方式實現的垃圾回收算法。它將堆內存分為兩個 semispace，一個處於使用中（From空間），另一個處於閑置狀態（To空間）。當分配對象時，先是在From空間中進行分配。當開始進行垃圾回收時，會檢查From空間中的存活對象，這些存活對象將被復制到To空間中，而非存活對象占用的空間將會被釋放。完成復制後，From空間和To空間的角色發生對換。在垃圾回收的過程中，就是通過將存活對象在兩個 semispace 空間之間進行復制。年輕分代中的對象有機會晉升為年老分代，條件主要有兩個：一個是對象是否經歷過Scavenge回收，一個是To空間的內存占用比超過限制。

　　對於年老分代中的對象，由於存活對象占較大比重，再采用上面的方式會有兩個問題：一個是存活對象較多，復制存活對象的效率將會很低；另一個問題依然是浪費一半空間的問題。為此，V8在年老分代中主要采用了Mark-Sweep（標記清除）標記清除和Mark-Compact（標記整理）相結合的方式進行垃圾回收。

　　2.6.快照

　　在V8引擎啟動時，需要構建JavaScript運行環境，需要加載很多內置對象，同時也需要建立內置的函數，如Array，String，Math等。為了使V8更加整潔，加載對象和建立函數等任務都是使用JavaScript文件來實現的，V8引擎負責提供機制來支持，就是在編譯和執行JavaScript前先加載這些文件。

　　V8引擎需要編譯和執行這些內置的JavaScript代碼，同時使用堆等來保存執行過程中創建的對象、代碼等，這些都需要時間。為此，V8引入了快照機制。將這些內置的對象和函數加載之後的內存保存並序列化。序列化之後的結果很容易反序列化，經過快照機制的啟動時間可以縮減幾毫秒。快照機制也可以將一些開發者認為需要的JavaScript文件序列化，以減少處理時間。不過快照機制的加載的代碼不能被CrankShaft這樣的編譯器優化，可能會存在性能問題。

　　3.V8 VS JavaScriptCore

　　JavaScriptCore引擎是WebKit中默認的JavaScript引擎，也是蘋果開源的一個項目，應用較為廣泛。最初，性能不是很好，從2008年開始了一系列的優化，重新實現了編譯器和字節碼解釋器，使得引擎的性能有較大的提升。隨後內嵌緩存、基於正則表達式的JIT、簡單的JIT及字節碼解釋器等技術引入進來，JavaScriptCore引擎也在不斷的叠代和發展。

　　V8引擎自誕生之日起就以性能優化作為目標，引入了眾多新技術，極大了帶動了整個業界JavaScript引擎性能的快速發展。總的來說，V8引擎較為激進，青睞可以提高性能的新技術，而JavaScriptCore引擎較為穩健，漸進式的改變著自己的性能。總的來說JavaScript引擎工作流程（包含v8和JavaScriptCore）如下所示：技術分享圖片
　　JavaScriptCore 的大致流程為：源代碼-→抽象語法樹-→字節碼-→JIT-→本地代碼。JavaScriptCore與V8有一些不同之處，其中最大的不同就是新增了字節碼的中間表示，並加入了多層JIT編譯器（如：簡單JIT編譯器、DFG JIT編譯器、LLVM等）優化性能，不停的對本地代碼進行優化。(在 V8 的 5.9 版本中，新增了一個 Ignition 字節碼解釋器，TurboFan 和 Ignition 結合起來共同完成JavaScript的編譯，此後 V8 將與 JavaScriptCore 有大致相同的流程，Node 8.0中 V8 版本為 5.8)

　　還有就是在數據表示方面，V8在不同的機器上使用與機器位數相匹配的數據表示，而在JavaScriptCore中句柄都是使用64位表示，其可以表示更大範圍的數字，所以即使在32位機器上，浮點類型同樣可以保存在句柄中，不再需要訪問堆中的數據，當也會占用更多的空間。

　　4.功能擴展

　　JavaScript引擎的主要功能是解析和執行JavaScript代碼，往往不能滿足使用者多樣化的需要，那麽就可以增加擴展以提升它的能力。V8引擎有兩種擴展機制：綁定和擴展。

　　4.1.綁定機制

　　使用IDL文件或接口文件生成綁定文件，將這些文件同V8引擎一起編譯。WebKit中使用IDL來定義JavaScript，但又與IDL有所不同，有一些改變。定義一個新的接口的步驟大致如下：

1.定義新的接口文件，可以在JavaScript代碼進行調用，如mymodule.MyObj.myAttr；

module mymodule {
    interface [
            InterfaceName = MyObject
    ] MyObj { 
        readonly attribute long myAttr;
        DOMString myMethod (DOMString myArg);
    };
}

2.按照引擎定義的標準接口為基礎實現接口類，生成JavaScript引擎所需的綁定文件。WebKit提供了工具幫助生成所需的綁定類，根據引擎不同和引擎開發語言的不同而有所差異。V8引擎會為上述示例代碼生成 v8MyObj.h (MyObj類具體的實現代碼)和 V8MyObj.cpp (橋接代碼，輔組註冊橋接的函數到V8引擎)兩個綁定文件。

　　JavaScript引擎綁定機制需要將擴展代碼和JavaScript引擎一塊編譯和打包，不能根據需要在引擎啟動後再動態註入這些本地代碼。在實際WEB開發中，開發者都是基於現有瀏覽器的，根本不可能介入到JavaScript引擎的編譯中，綁定機制有很大的局限性，但其非常高效，適用於對性能要求較高的場景。

　　4.2. Extension機制

　　通過V8的基類Extension進行能力擴展，無需和V8引擎一起編譯，可以動態為引擎增加功能特性，具有很大的靈活性。

　　Extension機制的大致思路就是，V8提供一個基類Extension和一個全局註冊函數，要想擴展JavaScript能力，需要經過以下步驟：

class MYExtension : public v8::Extension {
    public:
        MYExtension() : v8::Extension("v8/My", "native function my();") {}
        virtual v8::Handle<v8::FunctionTemplate> GetNativeFunction (
        v8::Handle<v8::String> name) {
            // 可以根據name來返回不同的函數
            return v8::FunctionTemplate::New(MYExtention::MY);
        }
        static v8::Handle<v8::Value> MY(const v8::Arguments& args) {
            // Do sth here
            return v8::Undefined();
        }
};
MYExtension extension;
RegisterExtension(&extension);

1.基於Extension基類構建一個它的子類，並實現它的虛函數—GetNativeFunction，根據參數name來決定返回實函數；
2.創建一個該子類的對象，並通過註冊函數將該對象註冊到V8引擎，當JavaScript調用’my’函數時就可被調用到。

　　Extension機制是調用V8的接口註入新函數，動態擴展非常方便，但沒有綁定機制高效，適用於對性能要求不高的場景。

　　總結

　　在過去幾年，JavaScript在很多領域得到了廣泛的應用，然而限於JavaScript語言本身的不足，執行效率不高。Google也推出了一些JavaScript網絡應用，如Gmail、Google Maps及Google Docs office等。這些應用的性能不僅受到服務器、網絡、渲染引擎以及其他諸多因素的影響，同時也受到JavaScript本身執行速度的影響。然而既有的JavaScript引擎無法滿足新的需求，而性能不佳一直是網絡應用開發者最關心的。Google就開始了V8引擎的研究，將一系列新技術引入JavaScript引擎中，大大提高了JavaScript的執行效率。相信隨著V8引擎的不斷發展，JavaScript也會有更廣泛的應用場景，前端工程師也會有更好的未來！
那麽結合上面對於V8引擎的介紹，我們在編程中應註意：

類型。對於函數，JavaScript是一種動態類型語言，JavaScriptCore和V8都使用隱藏類和內嵌緩存來提高性能，為了保證緩存命中率，一個函數應該使用較少的數據類型；對於數組，應盡量存放相同類型的數據，這樣就可以通過偏移位置來訪問。
數據表示。簡單類型數據（如整型）直接保存在句柄中，可以減少尋址時間和內存占用，如果可以使用整數表示的，盡量不要用浮點類型。
內存。雖然JavaScript語言會自己進行垃圾回收，但我們也應盡量做到及時回收不用的內存，對不再使用的對象設置為null或使用delete方法來刪除(使用delete方法刪除會觸發隱藏類新建，需要更多的額外操作)。
優化回滾。在執行多次之後，不要出現修改對象類型的語句，盡量不要觸發優化回滾，否則會大幅度降低代碼的性能。
新機制。使用JavaScript引擎或者渲染引擎提供的新機制和新接口提高性能。

V8引擎——詳解

ide delete 蘋果 space 橋接 lean 渲染引擎本質網頁瀏覽前言　　JavaScript絕對是最火的編程語言之一，一直具有很大的用戶群，隨著在服務端的使用（NodeJs），更是爆發了極強的生命力。編程語言分為編譯型語言和解釋型語言兩類，編譯型語言在執

V8引擎——詳解

前言

1.渲染引擎及網頁渲染

1.1.渲染引擎

1.2.網頁渲染流程

1.2.1.從輸入URL到生成DOM樹

1.2.2.從DOM樹到構建WebKit繪圖上下文

1.2.3.繪圖上下文到最終圖像呈現

1.3.JavaScript引擎

2.V8引擎

2.1.數據表示

2.2.工作過程

2.3.優化回滾

2.4.隱藏類與內嵌緩存

2.4.1.隱藏類

2.4.2.內嵌緩存

2.5.內存管理

垃圾回收

2.6.快照

3.V8 VS JavaScriptCore

4.功能擴展

4.1.綁定機制

4.2. Extension機制

總結

相關推薦

　　1.渲染引擎及網頁渲染

　　1.1.渲染引擎

　　1.2.網頁渲染流程

　　1.2.1.從輸入URL到生成DOM樹

　　1.2.2.從DOM樹到構建WebKit繪圖上下文

　　1.2.3.繪圖上下文到最終圖像呈現

　　1.3.JavaScript引擎

　　2.V8引擎

　　2.1.數據表示

　　2.2.工作過程

　　2.3.優化回滾

　　2.4.隱藏類與內嵌緩存

　　2.4.1.隱藏類

　　2.4.2.內嵌緩存

　　2.5.內存管理

　　垃圾回收

　　2.6.快照

　　3.V8 VS JavaScriptCore

　　4.功能擴展

　　4.1.綁定機制

　　4.2. Extension機制

　　總結