洞悉JS数组底层运作原理——V8引擎揭秘之旅

一、前言

JavaScript 中的数组是用来存储一系列数据的对象，它拥有许多特性，例如可以存放不同类型的数据、长度可变，并且可以通过索引访问元素。这些特性使得数组非常灵活且强大，使其成为 JavaScript 开发中的基本数据结构。

然而，这些特性的背后是如何实现的呢？本文将深入探讨 JavaScript 运行时引擎 V8 中数组的底层实现，揭示数组在内存中的存储方式、访问机制以及如何实现动态长度等特性。

二、V8 引擎中的数组实现

V8 引擎是 Google 开发的开源 JavaScript 引擎，被广泛应用于 Chrome 浏览器、Node.js 等平台。它采用了一种称为隐藏类（Hidden Class）的技术来优化对象的存储和访问。

对于数组而言，V8 引擎采用了两种不同的实现方式：

1. 固定数组（Fixed Array） ：用于存储固定长度的数组，元素类型相同。
2. 字典数组（Dictionary Array） ：用于存储动态长度的数组，元素类型可以不同。

固定数组使用连续的内存空间来存储元素，因此访问元素的速度很快。而字典数组使用哈希表来存储元素，因此访问元素的速度会受到哈希碰撞的影响。

三、数组的存储方式

固定数组在内存中以连续的内存块存储，每个元素占用固定的大小。而字典数组则使用哈希表来存储元素，元素存储在哈希表中的键值对中。

哈希表是一种数据结构，它将键映射到值。当向字典数组添加一个元素时，V8 引擎会计算该元素的哈希值，然后将元素存储在哈希表中对应的键值对中。

当从字典数组中访问一个元素时，V8 引擎会计算该元素的哈希值，然后在哈希表中查找对应的键值对。

四、数组的访问机制

对于固定数组，访问元素的速度非常快，因为元素存储在连续的内存块中，可以通过索引直接访问。

对于字典数组，访问元素的速度会受到哈希碰撞的影响。如果哈希表中存在哈希碰撞，那么 V8 引擎需要遍历哈希表中的所有键值对才能找到要访问的元素。

五、数组的动态长度实现

JavaScript 数组的长度是可变的，这意味着我们可以随时向数组中添加或删除元素。

对于固定数组，如果要添加或删除元素，V8 引擎需要重新分配内存空间，这可能会导致性能下降。

对于字典数组，添加或删除元素不需要重新分配内存空间，因为元素存储在哈希表中。哈希表可以自动调整大小，以适应数组长度的变化。

六、总结

V8 引擎通过两种不同的方式实现数组：固定数组和字典数组。固定数组用于存储固定长度的数组，元素类型相同。字典数组用于存储动态长度的数组，元素类型可以不同。

固定数组在内存中以连续的内存块存储元素，因此访问元素的速度很快。字典数组使用哈希表来存储元素，因此访问元素的速度会受到哈希碰撞的影响。

JavaScript 数组的长度是可变的，对于固定数组，如果要添加或删除元素，V8 引擎需要重新分配内存空间，这可能会导致性能下降。对于字典数组，添加或删除元素不需要重新分配内存空间，因为元素存储在哈希表中。哈希表可以自动调整大小，以适应数组长度的变化。