V8 引擎中的“小整数”剖析：小而有“为”！

2023-11-20 20:45:47

V8 引擎作为 JavaScript 引擎的佼佼者，以其高效的执行速度和可靠的稳定性著称。在 V8 引擎内部，“小整数”扮演着举足轻重的角色，它不仅是数字表示的一种形式，更是一项性能优化的利器。让我们一起走进 V8 引擎的内部，揭开“小整数”的神秘面纱。

一、“小整数”的定义与表示

“小整数”顾名思义，就是数值范围较小的整数。在 V8 引擎中，“小整数”的定义是：能够以 32 位有符号整数表示的整数。这意味着，“小整数”的取值范围是 -2^31 到 2^31-1，即从 -2147483648 到 2147483647。

“小整数”在 V8 引擎中的表示形式与其他编程语言中的整数表示形式并无二致，都是采用二进制补码的方式。二进制补码是一种将负数表示为其绝对值的相反数的方式。例如，-1 的二进制补码是 11111111111111111111111111111111，而 1 的二进制补码则是 00000000000000000000000000000001。

二、“小整数”的存储与计算

在 V8 引擎中，“小整数”被存储在寄存器或内存中。寄存器是 CPU 中的一组快速存储单元，可以存储经常使用的数据，以提高访问速度。内存是计算机中用于存储程序和数据的存储设备，访问速度比寄存器慢，但存储容量更大。

“小整数”的计算与其他编程语言中的整数计算并无二致，都是采用算术运算符（+、-、*、/、%）进行计算。不过，V8 引擎对“小整数”的计算进行了优化，使其能够以更快的速度进行计算。例如，V8 引擎使用了一种名为“快速加法”的技术来计算“小整数”的加法，这种技术可以将两个“小整数”的加法运算缩减为一次移位运算和一次加法运算，从而大幅提高计算速度。

三、“小整数”的性能优化

V8 引擎通过多种方式对“小整数”进行性能优化，这些优化主要集中在以下几个方面：

使用寄存器存储“小整数”： 寄存器访问速度比内存快，因此将“小整数”存储在寄存器中可以提高访问速度，从而提高计算速度。
使用“快速加法”技术： “快速加法”技术可以将“小整数”的加法运算缩减为一次移位运算和一次加法运算，从而大幅提高计算速度。
使用“累加器”优化“小整数”的加法和减法运算： “累加器”是一种寄存器，可以存储中间计算结果。在“小整数”的加法和减法运算中，使用“累加器”可以避免中间计算结果在寄存器和内存之间多次传输，从而提高计算速度。
使用“乘法表”优化“小整数”的乘法运算： V8 引擎内置了一个“乘法表”，其中存储了所有“小整数”的乘积。在“小整数”的乘法运算中，V8 引擎直接从“乘法表”中查找乘积，从而避免了复杂的乘法运算，提高了计算速度。

四、“小整数”在 V8 引擎中的应用

“小整数”在 V8 引擎中有着广泛的应用，其中包括：