理解并优化javascript代码

作为一名前端工程师，对于javascript大家都不陌生，这篇文章从更深层次的方向——JS引擎去理解javascript到底是怎么运行的，从而进行优化。

JS Engine—— JS 引擎介绍

一、基本介绍

js引擎是一个专门运行javascript的解释器(interpreter)。目前比较主流的js 引擎和介绍，大家可以简单了解一下：

• V8 —  由谷歌使用C++开源的V8引擎，也是我们经常听到的一个引擎

• Rhino — 由 Mozilla Foundation完全用Java管理的一个开源引擎

• SpiderMonkey — 第一代js引擎，曾经运行在 Netscape Navigator 浏览器中，现在是Firefox

• JavaScriptCore — Safari的开源js引擎

• KJS — KDE 引擎，由 Harri Porten开发

• Chakra (JScript9) — Internet Explorer 引擎

• Chakra (JavaScript) — Microsoft Edge 引擎

• JerryScript —轻量级的js引擎，主要用于IOT

二、V8引擎运行流程

现在由于NodeJS和谷歌浏览器的普及，在此就主要介绍V8引擎的运行机制，如果大家对其他引擎感兴趣，可以自行查看，基本上是大同小异的

我们可以看到，JS引擎的处理过程是先解析转换为AST语法树，然后由解释器主要做两件事，第一个是转化为机器语言bytecode，第二个是交给编辑器（optimizting compiler）进行优化，中间还有一个数据分析过程(profilling data)，主要目的是为了进行优化JS的运行，优化完毕后的代码，再转化为机器语言。

而V8引起的核心组件就分别是Ignition和TurboFan了

JS Code—— Talk is cheap

看到这，你肯定会想，我知道这有啥用，Talk is cheap，有没有代码可以分析的。 那么大家请看以下示例代码，通过分析代码后，我再详细介绍其中的原理

示例代码一：

// first case
var a = {}
var b = {}
 
console.time()
for (let k = 0; k < 9999999; k++) {
    a[k] = 0
}
 
for (let i = 0; i < 9999999; i++) {
    b[i] = 0
}
console.timeEnd()
 
// second case
var a = {}
var b = {}
 
console.time()
for (let k = 0; k < 9999999; k++) {
    a[k] = 0
}
 
for (let i = 10000000; i < 19999999; i++) {
    b[i] = 0
}
console.timeEnd()
 
// third case
var a = {}
var b = {}
 
console.time()
for (let k = 0; k < 9999999; k++) {
    a[k] = 0
}
 
for (let i = 9999999; i < 0; i--) {
    b[i] = 0
}
console.timeEnd()

看完以上代码，内容很简单，就是定义object a和b 然后不断添加属性，唯一区别的是，first case是a和b重复添加相同的属性，second case是a和b添加不同的属性，third case是a和b重复添加相同的属性，但是处理b的时候是相反顺序的。

那么问题来了：三块代码，运行速度有没有快慢之分，分别又大不大呢？ （不用去确认循环次数，都是一样滴！）

答案来了：用时时间大概是 3 (500ms)<  1 (1000ms) < 2 (2000ms)，几乎就是2倍的速度差了。

V8 Engine —— Hidden Class

我们知道，js是动态脚本语言，什么意思呢，就是你可以很简单的给object添加/删除属性，或者改变其类型，大部分的js解释器(interpreter)使用字典结构，在内存中存储变量属性值的地址，这种方式比起java和C#(非动态语言，当然了C#的dynamic类型另当别论，不在此赘述)要低效率的多，因为js的类型是可以随时转换的，本来使用字典结构结合固定的类型进行判断，可以较容易的找到变量属性值的位置，而在js中就难以实现了。

所以V8引擎就使用了一种高效率的方法叫Hidden Class。其他的引擎也有类似的方法，有叫Map的, Structures的,Hidden Class的等等，在这里我们用Shape来定义它，这样方便大家理解。

当我们定义一个object的时候，它会包含以下内容：

每个属性的意义可以见上表。

那么结合Shape，当定义一个object的时候，JS引擎会创建一个Shape (可以理解为连续的缓存buffer)，它的位置0和1存储了x和y值，如下图：

如果我定义了两个object，都是包含x和y的，那么它就会共用一个shape，如下图：

所以到这里我们可以想象的到，我们只要定义相同属性的object，那么都会共用一个shape，当我们要调用任意一个shape的属性值的时候，都可以通过同一个shape的offset来获取到了。

那么，当我们给object添加属性的时候呢？V8引擎会根据类过渡（class transition）原理创建新的shape来标记位置，如下图

也就是说，我们创建了3个shape，通过过渡链(transition chain)来实现一个object的追溯。

看到这里，大家肯定在想，每多一个shape肯定就会多占用一块内存，那么我为了优化的话，尽量在初始化的时候把属性都定义好就能优化了，Bingo~ 我们可以参照下图来验证：

通过以上的原理解释，相信大家肯定能够推算解释出，我们的示例代码的执行速度的区别了。

First Case: 

1. Shape (empty) for a和b

2. Shape 1....9999999 for a

3. Shape 1....9999999 for b

a和b都共用了相同的shape，可以重复使用

Second Case:

1. Shape (empty) for a和b

2. Shape 1....9999999 for a

3. Shape 10000000....19999999 for b

一共定义了 1 到 19999999的shape，那么second case肯定时间要比first case要花多一倍的时间了

Thrid Case:

1. Shape (empty) for a和b

2. Shape 1....9999999 for a

3. Shape 9999999 ....1 for b

源码：https://github.com/likeconan/Alipay_Wechat_Integration

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