1.V8的内存垃圾回收 #

• 内存
• V8
• 垃圾回收

2.计算机模型 #

2.1 寄存器 #

• 是中央处理器的组成部分
• 寄存器是有限存储容量的高速存储部件
• 可以用来暂存指令、数据和地址
• 寄存器内的数据可用于执行算术和逻辑运算
• 寄存器内的地址可用于指向内存的某个位置

2.2 内存 #

• 随机存取存储器(Random Access Memory)也叫内存，英文缩写RAM
• RAM是与CPU直接交换数据的内部存储器
• RAM工作时可以从任何一个指定地址写入或读出信息
• RAM用来在计算机中用来暂时存储程序、数据和中间结果

console.log(0xFFFFFFFF);//4294967295
console.log(0xFFFFFFFF / 1024 / 1024 / 1024);

2.2.1 内存空间分类 #

• 内存空间会分为二类
  • 数据空间
  • 指令空间

2.3 指令 #

• 可以通过指令指挥命令计算机进行工作

2.3.1 机器语言指令 #

• 计算机只认识0和1，所以我们可以通过二进制指令和计算机进行沟通
• 这些指令被称为指令集，也就是机器语言
• MIPS是一种采取精简指令集(RISC)的处理器架构
• 最常见的MIPS-32位指令集每个指令是一个32位的二进制数

2.3.2 汇编指令 #

• 二进制指令难以编写和阅读，所以出现了汇编指令集
• • MIPS Assembler and Runtime Simulator是一个轻量级的交互式开发环境IDE,用于使用MIPS(Microprocessor without interlocked piped stages architecture)汇编语言进行编程

部分	值	含义
opcode操作码	0	add做加法运算
rs	$s1	第一个来源寄存器
rt	$s2	第二个来源寄存器
rd	$s3	目标寄存器
shamt	0	位移量
funct	32	函数,这个字段选择Opcode操作某个特定变体

助记符	opcode	rs	rt	rd	shamt	funct	示例	示例含义	操作
add	000000	rs	rt	rd	00000	100000	add $1,$2,$3	$1=$2+$3	带符号数相加
addu	000000	rs	rt	rd	00000	100001	add $1,$2,$3	$1=$2+$3	无符号数相加
sll	000000	00000	rt	rd	sa	000000	sll rd,rt,sa	rd = rt << sa	逻辑左移,寄存器rt的值向左移sa位，结果保存到rd寄存器中

add $s3,$s1,$s2

addi $s1,$zero,1
sll s2,s1,1

console.log((0x02329820).toString('2'));

2.4 程序指针 #

• PC寄存器存储着下一条要执行的指令的内存地址
• 机器循环=PC位置获取指令->分析指令->执行指令->PC指针移动
• 执行过程

汇编指令	含义
addi $s1,$zero,1	把$zero中的值加上数字1保存到寄存器$1中
addi $s2,$zero,2	把$zero中的值加上数字2保存到寄存器$1中
add $s3,$s1,$s2	把寄存器$s1和寄存器$2的和存储到$s3中

3.V8 #

• V8引擎是一个JavaScript引擎实现

3.1 语言的分类 #

3.1.1 解释执行 #

• 先将源代码通过解析器转成中间代码，再用解释器执行中间代码，输出结果
• 启动快，执行慢

3.1.2 编译执行 #

• 先将源代码通过解析器转成中间代码，再用编译器把中间代码转成机器码，最后执行机器码，输出结果
• 启动慢，执行快

3.2 V8执行过程 #

• V8采用的是解释和编译两种方式，这种混合使用的方式称为JIT技术
• 第一步先由解析器生成抽象语法树和相关的作用域
• 第二步根据AST和作用域生成字节码，字节码是介于AST和机器码的中间代码
• 然后由解释器直接执行字节码，也可以让编译器把字节码编译成机器码后再执行
• jsvu可以快速安装V8引擎
• V8源码编译出来的可执行程序名为d8d8,d8是V8自己的开发工具shell

3.2.1 抽象语法树 #

• astexplorer可以查看抽象语法树

var a = 1;
var b = 2;
var c = a + b;

d8 --print-ast 4.js
[generating bytecode for function: ]
--- AST ---
FUNC at 0
. KIND 0
. SUSPEND COUNT 0
. NAME ""
. INFERRED NAME ""
. DECLS
. . VARIABLE (00000278B965EB88) (mode = VAR) "a"
. . VARIABLE (00000278B965EC78) (mode = VAR) "b"
. . VARIABLE (00000278B965EDB0) (mode = VAR) "c"
. BLOCK NOCOMPLETIONS at -1
. . EXPRESSION STATEMENT at 8
. . . INIT at 8
. . . . VAR PROXY unallocated (00000278B965EB88) (mode = VAR) "a"
. . . . LITERAL 1
. BLOCK NOCOMPLETIONS at -1
. . EXPRESSION STATEMENT at 20
. . . INIT at 20
. . . . VAR PROXY unallocated (00000278B965EC78) (mode = VAR) "b"
. . . . LITERAL 2
. BLOCK NOCOMPLETIONS at -1
. . EXPRESSION STATEMENT at 32
. . . INIT at 32
. . . . VAR PROXY unallocated (00000278B965EDB0) (mode = VAR) "c"
. . . . ADD at 34
. . . . . VAR PROXY unallocated (00000278B965EB88) (mode = VAR) "a"
. . . . . VAR PROXY unallocated (00000278B965EC78) (mode = VAR) "b"

3.2.2 作用域 #

• 作用域是一个抽象的概念，它描述了一个变量的生命周期，比如哪些变量是在哪里声明的，哪些变量是在哪里使用的

d8 --print-scopes 1.js
Global scope:
global { // (000001D42188BEC0) (0, 38)
  // will be compiled
  // 1 stack slots
  // temporary vars:
  TEMPORARY .result;  // (000001D42188C730) local[0]
  // local vars:
  VAR c;  // (000001D42188C670)
  VAR b;  // (000001D42188C538)
  VAR a;  // (000001D42188C448)
}

3.2.3 字节码 #

• 字节码是机器码的抽象表示
• 源代码直接编译成机器码编译时间太长，体积太大，不适合移动端
• 编译成字节码编译时间短，体积小
• bytecodes.h
• FeedBack Vector slot(反馈向量槽)是一个数组，是用来给优化编译器提供信息的
• 字节码执行过程

var a = 10;
var b = 20;
var c = a + b;

d8 --print-bytecode  4.js
LdaConstant [0] 从常量池中加载索引0的常量到累加寄存器中
Star r1 把累加器的值保存到目标寄存器中
LdaZero 把0保存到累加寄存器中
Star r2 把累加器的值0保存到目标寄存器中
Mov <closure>, r3 保存r3寄存器的值
CallRuntime [DeclareGlobals], r1-r3

StackCheck    检查栈是否溢出

LdaSmi [10]   加载10到累加寄存器中
StaGlobal [1] 把累加寄存器的值保存到常量池索引1处

LdaSmi [20]   加载20到累加寄存器中
StaGlobal [2] 把累加寄存器的值保存到常量池索引2处

LdaGlobal [1] 从常量池加载索引1到累加寄存器
Star r1       把累加器的值10保存到目标计数器中
LdaGlobal [2] 从常量池加载索引2的值20到累加寄存器
Add r1  把r1寄存器的值加到累加寄存器中，累加寄存器值为30
StaGlobal [3] 把累加寄存器的值保存到常量池索引3处
LdaUndefined  把Undefined保存到累加寄存器中
Return        返回累加寄存器中的值

3.2.4 编译器优化 #

function sum() {
    let a = 1;
    let b = 2;
    return a + b;
}
for (let i = 0; i < 10000; i++) {
    sum();
}

d8 --trace-opt sum.js
[marking 0x02ccc2ba2279 <JSFunction (sfi = 000002CCC2BA2091)> for optimized recompilation, reason: small function, ICs with typeinfo: 4/4 (100%), generic ICs: 0/4 (0%)]
[marking 0x02ccc2ba2339 <JSFunction sum (sfi = 000002CCC2BA2141)> for optimized recompilation, reason: small function, ICs with typeinfo: 1/1 (100%), generic ICs: 0/1 (0%)]
[compiling method 0x02ccc2ba2339 <JSFunction sum (sfi = 000002CCC2BA2141)> using TurboFan]