揭秘 V8 中指针压缩的秘密：在内存和性能之间找到平衡

内存和性能之间的争夺是软件开发中的永恒话题。我们渴望应用程序运行得又快又高效，但通常情况下，提升性能需要付出内存消耗的代价，反之亦然。

2014 年，当 Chrome 从 32 位切换到 64 位时，这一情况发生了变化。这次升级带来了增强的安全性、稳定性和性能，但也导致了更高的内存消耗，因为之前指针大小为 32 位，而现在扩展到了 64 位。

为了应对这一挑战，V8 JavaScript 引擎团队推出了指针压缩，一种创新技术，可以大幅减少 Chrome 进程的内存占用。本文将深入探讨指针压缩的原理，揭示它如何在内存和性能之间实现微妙的平衡。

指针压缩的原理

指针是存储其他数据位置的变量。在 64 位系统中，指针通常需要 8 个字节来存储内存地址。但是，在许多情况下，指针不需要如此大的范围。例如，在 32 位应用程序中，指针只需要 4 个字节，因为内存地址范围限制在 4GB 以内。

指针压缩利用了这一观察结果，它将指针存储在一个较小的空间中，同时仍然可以表示所需的内存地址。这可以通过使用各种技术来实现，例如：

• 分层寻址： 将地址空间划分为较小的层，并使用较小的指针来表示每个层中的偏移量。
• 增量指针： 将指针增量存储为相对偏移量，而不是绝对地址。
• 紧凑指针： 使用较小的数据类型来存储指针，例如 16 位或 32 位整数。

V8 中的指针压缩

V8 是 Chrome 使用的 JavaScript 引擎。它在 2015 年引入了指针压缩，以减少内存占用，同时保持应用程序的性能。V8 使用一种称为增量指针的技术，将指针增量存储为相对偏移量。

具体来说，V8 将指针存储在两个字段中：基址和偏移量。基址是指向对象或数组开始的较大的指针，而偏移量是对象或数组内相对元素的较小增量指针。通过这种方式，V8 可以将指针存储在总共 5 个字节中，而标准的 64 位指针需要 8 个字节。

内存和性能之间的平衡

指针压缩通过减少指针的大小来节省内存。在某些情况下，这可以将 Chrome 的内存占用减少高达 25%。这对于在内存受限的设备（如移动设备）上运行 Chrome 应用程序尤其重要。

但是，指针压缩也可能对性能产生轻微影响。由于指针现在被存储在多个字段中，因此访问它们需要更多的 CPU 指令。然而，在实践中，这种性能影响通常很小，并且通常被节省的内存所抵消。

结论

指针压缩是一种巧妙的技术，它可以在内存和性能之间取得微妙的平衡。通过将指针存储在一个较小的空间中，V8 JavaScript 引擎能够减少 Chrome 的内存占用，同时保持应用程序的性能。随着应用程序变得越来越复杂，对内存效率的需求也会不断增加，指针压缩将继续在优化 JavaScript 应用程序的内存使用方面发挥关键作用。