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JavaScript 执行效率不行?因为你还没用 V8 | 极客时间

  • 2020-03-17
  • 本文字数:1956 字

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JavaScript 执行效率不行?因为你还没用 V8 | 极客时间

我是李兵,现在是一名创业者,也是一位工程师。


去年,我写了一个专栏《浏览器工作原理与实践》,其中提到了 V8 是如何执行 JavaScript 代码的。我发现,不少朋友都对 V8 很感兴趣,对这部分的学习意犹未尽,因此,今天我来跟你深入聊聊 V8。


V8 是 Google 开源的 JavaScript 引擎。全球超过 25 亿台安卓设备都在使用 Chrome 浏览器,所以我们写的 JavaScript 应用,大都跑在 V8 上。作为当下使用最广泛的 JavaScript 引擎,V8 的生态圈也非常庞大,这与它革命性的设计密不可分。


在 V8 出现之前,所有 JavaScript 引擎用的都是解释执行的方式,这是 JavaScript 执行速度过慢的主要原因;而 V8 率先引入即时编译(JIT)的双轮驱动设计,混合编译执行和解释执行两种手段,为 JavaScript 的执行速度带来了极大提升。


V8 出现后,各大厂商也纷纷在 JavaScript 虚拟机中引入了 JIT 机制。 可以说,V8 的出现将 JavaScript 虚拟机技术推向了一个全新的高度。


但我发现,大部分人在运行 V8 时,只是单纯使用 JavaScript 和调用 Web API,并不了解这个“黑盒”内部是如何工作的。一旦项目出现问题,很难找到有效的解决策略,比如:项目占用内存过高,或页面响应速度过慢,又或者使用 Node.js 时,任务被阻塞等等。只有熟悉 V8 的工作机制,才会有系统性的思路来解决这些问题。


所以,我推出了第二个专栏《图解 Google V8》。在专栏中,我完整梳理了 V8 的核心知识体系,通过大量图片演示,深入浅出地讲解 V8 执行 JavaScript 代码的底层机制和原理。


跟我学完这门课,你不仅可以了解完整的 V8 编译流水线,还会搞懂 JavaScript 语言的核心特性,进而从根源上解决程序问题,加快 JavaScript 的执行速度。

我是谁?

我是李兵,《浏览器工作原理与实践》专栏作者,前盛大创新院高级研究员,在浏览器和前端开发领域深耕了十余年。曾在盛大创新院参与 WebOS 项目,在顺网科技带领团队打造了一款给全国网吧使用的“F1 浏览器”,目前致力于为企业提供前端项目咨询和浏览器研发的基础服务。

我是如何讲解 Google V8 的?

刚刚我们提到过,V8 的主要职责是执行 JavaScript 代码。所以,首先我们要了解 JavaScript 的基本特性和设计思想。


JavaScript 是一门优秀的语言,借鉴了其他语言的优质特性,特别是“原型继承机制”和“函数是一等公民”这两个设计。



△ JavaScript 的设计思想


与此同时,JavaScript 也是一门处处是「坑」的语言,比如:使用 new 加构造函数来创建对象时,背后隐藏的很多细节,都会增大代码的出错概率;初期的 JavaScript 没有块级作用域机制,需要采取变量提升策略,而变量提升又是非常反人性的设计,等等。


所以,我们在学习 V8 时,要格外关注 JavaScript 这些独特的设计思想,及其特性背后的实现。


深入分析过 JavaScript 语言后,我们还要掌握 V8 执行 JavaScript 代码的完整流程,也就是 V8 的编译流水线,其完整流程如下图:



△ V8 的编译流水线


编译流水线本身并不复杂,但其中涉及很多技术,比如 JIT、延迟解析、隐藏类、内联缓存等等,它们决定了一段 JavaScript 代码能否正常执行,及其执行效率。


举个例子,V8 使用的隐藏类(Hide Class) 可将 JavaScript 中的动态类型转换为静态,有效解决了动态类型语言的执行速度过慢问题。如果你熟悉 V8 的工作机制,就能充分利用好隐藏类这种强大的优化特性,写出更加高效的代码。


再比如,为了加快代码的启动速度,V8 实现了 JavaScript 代码的惰性解析。通过学习惰性解析机制,你可以优化代码以更加适应这个机制,从而提高程序的性能。


最后,我们要了解 V8 另外两个重要特性:事件循环系统垃圾回收机制。


事件循环系统与 JavaScript 中的难点——异步编程紧密相关。我们知道,JavaScript 是单线程的,如果同一时间发送了多个 JS 的执行请求,就要排队,也就是异步编程。而 V8 的事件循环系统会调度这些排队任务,保证 JavaScript 代码被 V8 有序地执行。


因此可以说,事件循环系统是 V8 的心脏,驱动着 V8 持续工作。


另外,JavaScript 是一门自动垃圾回收的语言。V8 在执行垃圾回收时,会占用主线程资源,如果我们编写的程序频繁触发垃圾回收,就会阻塞主线程。而在我们了解 V8 如何分配并回收内存数据后,就能打通整个链路,掌握系统排查问题的方法。



△ 高清版图谱的领取方式,请见文末


结合以上内容,我总结了一份 V8 高效学习路径。通过这张图谱,你可以对 V8 的知识体系有更加直观的理解,同时明确每部分的核心知识点。


在专栏《图解 Google V8》中,我也会按照这样的思路讲解,帮你构建完整系统的知识体系,彻底拿下 V8。


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2020-03-17 13:012831

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