V8 中的数组类型：深入探究其内部结构

简介

JavaScript 对象是一种高度灵活的数据结构，可以存储各种属性，包括关联数组（也称为对象数组或哈希表）。在 V8 JavaScript 引擎中，属性名称为纯数字的属性（通常由 Array 构造函数生成）会得到特殊的处理。本文将深入探究 V8 中数组类型的内部结构，了解其优化策略和内存管理技术。

数组的底层表示

在 V8 中，数组由两个主要数据结构表示：

• Elements：存储数组元素的实际数据。
• Properties：存储与数组关联的附加信息，例如 length 属性。

Elements 数组是一个连续的内存块，每个元素都存储在连续的内存位置。Properties 对象是一个普通的 JavaScript 对象，存储与数组相关的元数据和属性。

优化纯数字属性

为了优化整数名称的属性（例如数组索引），V8 使用了一种称为「Hidden Class」的机制。Hidden Class 是一组属性的集合，具有相同的类型和内存布局。对于纯数字属性的数组，V8 会创建一个特殊的 Hidden Class，称为「ArrayWithElements」。

ArrayWithElements Hidden Class 为纯数字属性分配了一个单独的 Elements 数组，并使用快速路径访问这些元素。这种优化可以显著提高数组访问速度，尤其是在密集访问纯数字属性时。

内存管理

V8 使用垃圾收集器来管理数组的内存。垃圾收集器会跟踪数组对象及其引用的其他对象，并在不再需要时释放它们。

当数组不再被任何变量或对象引用时，垃圾收集器会回收其内存。但是，数组中的元素本身不会被垃圾回收，除非它们也不再被任何其他对象引用。

创建和访问数组

创建数组时，V8 会根据数组的类型选择适当的 Hidden Class。对于普通对象数组，V8 会创建一个普通的 Hidden Class，将属性存储在 Properties 对象中。对于具有大量纯数字属性的数组，V8 会创建一个 ArrayWithElements Hidden Class，并在 Elements 数组中存储这些属性。

访问数组元素时，V8 会使用快速路径优化纯数字属性的访问。对于普通对象属性，V8 会使用正常的属性访问机制。

自定义数组类型

V8 允许创建自定义数组类型，这些类型继承自内置的 Array 对象。自定义数组类型可以扩展 Array 的功能，例如添加新方法或自定义属性访问行为。

创建自定义数组类型时，可以指定一个自定义 Hidden Class，该 Hidden Class 定义了类型的属性布局和内存管理行为。这允许对自定义数组类型的性能和内存使用情况进行微调。

结论

V8 中的数组类型是一种复杂而高效的数据结构，针对 JavaScript 语言的独特特性进行了优化。通过使用 Hidden Class 和专门的内存管理技术，V8 可以显著提高数组的访问速度和内存效率。理解数组类型的内部结构对于编写高性能和可扩展的 JavaScript 应用程序至关重要。