简介
Daniel Clifford 在 Google I/O 大会上发表了一场精彩演讲，介绍了有关如何在 V8 中提升 JavaScript 性能的技巧。Daniel 鼓励我们“要求更快”- 仔细分析 C++ 和 JavaScript 之间的性能差异，并在编写代码时注意 JavaScript 的运作方式。本文总结了 Daniel 演讲中最重要的要点，我们还会根据效果指南的变化更新本文。
最重要的建议
请务必根据具体情况来解读任何效果建议。效果建议很容易让人上瘾，有时先专注于深入的建议，可能会分散对真正问题的注意力。您需要全面了解 Web 应用的性能。在专注于这些性能提示之前，您可能应该使用 PageSpeed 等工具分析代码并提高得分。这有助于避免过早优化。
关于如何在 Web 应用中获得良好性能，最实用的一般建议是：
- 在出现（或发现）问题之前做好准备
- 然后，确定并了解问题的核心
- 最后，解决重要问题
为了完成这些步骤，了解 V8 如何优化 JS 可能非常重要，这样您就可以在编写代码时考虑 JS 运行时设计。了解可用的工具及其功能也很重要。Daniel 在演讲中详细介绍了如何使用开发者工具；本文档仅介绍了 V8 引擎设计的一些重要要点。
接下来，我们来看看 V8 提示！
隐藏的课程
JavaScript 具有有限的编译时类型信息：类型可以在运行时更改，因此在编译时推理 JS 类型的开销自然较高。这可能会让您质疑 JavaScript 性能如何能接近 C++。不过，V8 会在运行时为对象在内部创建隐藏类型；然后，具有相同隐藏类的对象可以使用相同的优化生成代码。
例如：
function Point(x, y) {
this.x = x;
this.y = y;
}
var p1 = new Point(11, 22);
var p2 = new Point(33, 44);
// At this point, p1 and p2 have a shared hidden class
p2.z = 55;
// warning! p1 and p2 now have different hidden classes!```
在对象实例 p2 添加额外的成员“.z”之前，p1 和 p2 在内部具有相同的隐藏类，因此 V8 可以为操控 p1 或 p2 的 JavaScript 代码生成单个版本的优化汇编。您越能避免导致隐藏类发生分歧，性能就越好。
因此
- 在构造函数中初始化所有对象成员（以便实例日后不会更改类型）
- 始终按相同的顺序初始化对象成员
Numbers
当类型可能会发生变化时，V8 会使用标记来高效地表示值。V8 会根据您使用的值推断您所处理的数字类型。V8 进行推理后，会使用标记来高效地表示值，因为这些类型可能会发生动态变化。不过，更改这些类型标记有时会带来成本，因此最好始终使用一致的数字类型，通常，在适当的情况下使用 31 位有符号整数是最优选择。
例如：
var i = 42; // this is a 31-bit signed integer
var j = 4.2; // this is a double-precision floating point number```
因此
- 请优先使用可表示为 31 位有符号整数的数值。
数组
为了处理大型稀疏数组，内部提供了两种类型的数组存储：
- Fast Elements：适用于紧凑键集的线性存储
- 字典元素：否则使用哈希表存储
最好不要让数组存储从一种类型切换到另一种类型。
因此
- 为数组使用从 0 开始的连续键
- 请勿为大型数组（例如大于 64K 个元素）预分配其最大大小，而应随时增长
- 请勿删除数组中的元素，尤其是数值数组
- 请勿加载未初始化或已删除的元素：
for (var b = 0; b < 10; b++) {
a[0] |= b; // Oh no!
}
//vs.
a = new Array();
a[0] = 0;
for (var b = 0; b < 10; b++) {
a[0] |= b; // Much better! 2x faster.
}
此外，双精度数数组的速度更快 - 数组的隐藏类会跟踪元素类型，并且仅包含双精度数的数组会取消封装（这会导致隐藏类发生变化）。不过，如果不小心地操作数组，可能会因封装和取消封装而导致额外的工作 - 例如
var a = new Array();
a[0] = 77; // Allocates
a[1] = 88;
a[2] = 0.5; // Allocates, converts
a[3] = true; // Allocates, converts```
效率低于：
var a = [77, 88, 0.5, true];
因为在第一个示例中，各个赋值是依次执行的，而对 a[2] 的赋值会导致数组转换为一个未封装的双精度数数组，但对 a[3] 的赋值会导致其重新转换为一个可以包含任何值（数字或对象）的数组。在第二种情况下，编译器知道字面量中所有元素的类型，并且可以预先确定隐藏的类。
- 使用数组字面量初始化小型固定大小的数组
- 在使用小型数组（小于 64k）之前，预先分配正确大小
- 请勿在数值数组中存储非数值（对象）
- 如果您在没有使用字面量的情况下进行初始化，请务必注意不要导致小数组重新转换。
JavaScript 编译
虽然 JavaScript 是一种非常动态的语言，并且其最初的实现是解释器，但现代 JavaScript 运行时引擎使用编译。事实上，V8（Chrome 的 JavaScript）具有两个不同的即时 (JIT) 编译器：
- “完整”编译器，可为任何 JavaScript 生成优质代码
- 优化编译器，可为大多数 JavaScript 生成出色的代码，但编译时间较长。
完整编译器
在 V8 中，完整编译器会针对所有代码运行，并尽快开始执行代码，从而快速生成良好但不是极佳的代码。该编译器在编译时几乎不对类型做出任何假设，它预计变量的类型可以在运行时发生变化。完整编译器生成的代码会使用内嵌缓存 (IC) 在程序运行时优化对类型的了解，从而动态提高效率。
内嵌缓存的目标是通过缓存操作的类型依赖代码来高效处理类型；当代码运行时，它会先验证类型假设，然后使用内嵌缓存来简化操作。不过，这意味着接受多种类型的操作的性能会较差。
因此
- 建议使用单态操作，而不是多态操作
如果输入的隐藏类始终相同，则操作是单态的；否则，操作是多态的，这意味着在对操作进行不同的调用时，某些参数可能会更改类型。例如，此示例中的第二个 add() 调用会导致多态性：
function add(x, y) {
return x + y;
}
add(1, 2); // + in add is monomorphic
add("a", "b"); // + in add becomes polymorphic```
优化编译器
与完整编译器并行，V8 使用优化编译器重新编译“热门”函数（即运行多次的函数）。此编译器使用类型反馈来加快编译代码的速度 - 事实上，它使用的是刚才提到的 IC 中提取的类型！
在优化编译器中，操作会被推测性内嵌（直接放置在调用它们的位置）。这可以加快执行速度（但会增加内存占用量），但也支持其他优化。单态函数和构造函数可以完全内嵌（这也是在 V8 中采用单态性是一个好主意的另一个原因）。
您可以使用 V8 引擎的独立“d8”版本记录要优化的内容：
d8 --trace-opt primes.js
（这会将优化函数的名称记录到标准输出。）
不过，并非所有函数都可以进行优化，因为某些功能会阻止优化编译器在给定函数上运行（即“放弃”）。特别值得注意的是，优化编译器目前会针对包含 try {} catch {} 块的函数中止！
因此
- 如果您有 try {} catch {} 块，请将对性能敏感的代码放入嵌套函数中： ```js function perf_sensitive() { // Do performance-sensitive work here }
try { perf_sensitive() } catch (e) { // Handle exceptions here } ```
随着我们在优化编译器中启用 try/catch 块，此指南未来可能会发生变化。您可以将“--trace-opt”选项与 d8 搭配使用，如上所示，以检查优化编译器如何对函数进行终止处理，从而详细了解哪些函数被终止处理：
d8 --trace-opt primes.js
脱优化
最后，此编译器执行的优化是推测性的 - 有时它不起作用，我们会退回。"deoptimization" 流程会舍弃优化后的代码，并在“完整”编译器代码中的正确位置恢复执行。系统可能会稍后再次触发重新优化，但在短期内，执行速度会变慢。特别是，在函数经过优化后导致隐藏类变量发生更改，会导致发生这种去优化。
因此
- 避免在函数经过优化后出现隐藏的类更改
与其他优化一样，您可以使用日志记录标志获取 V8 必须取消优化的函数的日志：
d8 --trace-deopt primes.js
其他 V8 工具
顺便提一下，您还可以在启动时将 V8 跟踪选项传递给 Chrome：
"/Applications/Google Chrome.app/Contents/MacOS/Google Chrome" --js-flags="--trace-opt --trace-deopt"```
除了使用开发者工具进行性能分析外，您还可以使用 d8 进行性能分析：
% out/ia32.release/d8 primes.js --prof
这会使用内置的抽样性能分析器，该分析器会每毫秒抽取一个样本并写入 v8.log。
总结
请务必识别并了解 V8 引擎如何与您的代码协同工作，以便为构建高性能 JavaScript 做好准备。再次强调一下，基本建议是：
- 在出现（或发现）问题之前做好准备
- 然后，确定并了解问题的核心
- 最后，解决重要问题
这意味着，您应先使用 PageSpeed 等其他工具确保问题出在 JavaScript 中；可能需要先缩减为纯 JavaScript（无 DOM），然后再收集指标，然后使用这些指标来查找瓶颈并消除重要的瓶颈。希望 Daniel 的演讲（以及本文）能帮助您更好地了解 V8 如何运行 JavaScript，但也请务必专注于优化您自己的算法！