转载请注明出处:

Google研发的V8 JavaScript引擎性能优异。我们请熟悉内部程序实现的作者依源代码来看看V8是如何加速的。

作者：Community Engine公司研发部研发工程师Hajime Morita

Google的Chrome中的V8 JavaScript引擎，由于性能良好吸引了相当的注目。它是Google特别为了Chrome可以高速运行网页应用(WebApp)而开发的。Chrome利用Apple领导的WebKit研发计划作为渲染引擎（Rendering engine）。 WebKit也被用在Safari浏览器中。WebKit的标准配备有称为JavaScriptCore的JavaScript引擎，但Chrome则以V8取代之（图1）。

 

V8开发小组是一群程序语言专家。核心工程师Lars Bak之前研发了HotSpot，这是用在Sun Microsystems公司开发的Java虚拟机器（VM）之加速技术。他也在美国的Animorphic Systems公司（于1997年被Sun Microsystems所并购）研发了称为Strongtalk的实验Smalltalk系统。V8充分发挥了研发HotSpot和Strongtalk时所获得的知识。

图1 开发自己的JavaScript引擎   Apple的Safari和Google的Chrome使用相同的渲染引擎。配有JavaScriptCore的WebKit渲染引擎在JavaScript引擎中是标准配备，但在Chrome却被V8取代了.

 

高速引擎的需求

Google研发小组在2006年开始研发V8，部分的原因是Google对既有JavaScript引擎的执行速度不满意。我认为当时JavaScript引擎很慢是有两个原因的：开发的历史背景，以及JavaScript语言的复杂性。

 

JavaScript存在至少10年了。在1995年，它出现在网景(Netscape Communications)公司所研发的网页浏览器Netscape Navigator 2.0中。然而有段时间人们对于性能的要求不高，因为它只用在网页上少数的动画、交互操作或其它类似的动作上。(最明确的是为了减少网络传输，以提高效率和改善交互性！)浏览器的显示速度视网络传输速度以及渲染引擎（rendering engine）解析HTML、CSS（cascading style sheets, CSS）及其他代码的速度而定。浏览器的开发工作优先提升渲染引擎的速度，而JavaScript的处理速度不是太重要。同时出现的Java有相当大的进步，它被做得愈来愈快，以便和C++竞争。

 

然而，在过去几年，JavaScript突然受到广泛使用。原因是之前被当成桌面应用的软件（其中包括Office套件等），现已成为可以在浏览器中执行的软件。

 

Google本身就推出了好几款JavaScript网络应用，其中包括它的Gmail电子邮件服务、Google Maps地图数据服务、以及Google Docs office套件。

 

这些应用表现出的速度不仅受到服务器、网络、渲染引擎以及其他诸多因素的影响，同时也受到JavaScript本身执行速度的影响。然而既有的JavaScript引擎无法满足新的需求，而性能不佳一直是网络应用开发者最关心的。

 

语言本身的问题

JavaScript语言的规范现在性能压力巨大。例如，这在当它判定变量类型时就相当显而易见。如C++和Java等主流语言采用静态类型(static typing)。当代码编译时，就可宣告变量类型。由于不需要在执行期间检查数据类型，因此静态类型占有性能上的优势。

 

在例如C++和Java等一般处理系统中，fields*和methods*等的内容是以数组储存，以1:1位移（offset）对应fields和methods等的名称（图2）。个别变量和methods等储存的位置，是针对各个类定义的。在C++和Java等语言中，已事先知道所存取的变量（类）类型，所以语言解释系统(Interpreting system)只要利用数组和位移来存取field和method等。位移使它只要几个机器语言指令，就可以存取field、找出field或执行其他任务。

图2 JavaScript和C++、Java的不同  C++、Java及其他处理系统将fields和methods等，以它们的名称以1:1对应数组内的位移值储存在数组中。会事先知道要存取的变量类型（类），因此可以只用数组和位移就可以存取fields和methods等。然而在JavaScript，个别的对象都有自己属性和方法等的表格。每一次程序存取属性或是呼叫方法时，都必须检查对象的类型并执行适当的处理。

* Field：属对象的变量。C++中称为成员变量。

* Method：属对象的处理类型。C++中称为成员函式。

* Property属性：JavaScript属性是对象自己拥有的变量。在JavaScript中，属性中不只可以是标准的值，也可以是methods。