v8引擎中的常量池

v8引擎的内存区主要可以分为以下几类:栈区、堆区、常量区、函数定义区、函数缓存区,而后三者也可以认为是有特殊用途的堆区,这三块内存区完全由引擎控制,我们无法直接操作。

1.什么是常量池(常量区)

顾名思义,常量区就是用来存储常量的。在JavaScript中(基于ES5),总共存在三类常量,分别是基本数据类型中的Number、String和Boolean。也就是说这三类值都是存储在常量区中的。如:

class BasicPerson {
  constructor(name, nickname) {
    this.name = name
    this.nickname = nickname || name
  }
}

a = new BasicPerson('D')

class MyBelongings {
  constructor(product) {
    this.product = product
    this.user = 'D'
  }
}

b = new MyBelongings('D')


image.png

查看他们内存中的地址后,我们发现了,所有为D字面量的地址都是一样的
有没有一种可能,我们去计算 a.name === a.nickname结果为true的原因,归根结底就是他们的地址是完全一致的?(此处为疑问,并不是结论)

2.所有的字符串/数字都是存储于常量池中吗?

class Person {
  constructor(a, b) {
    this.name = a + b
  }
}

a = new Person('di', 'ming')


class Person2 {
  constructor(name) {
    this.name = name
  }
}
b = new Person2('diming')

再次查看他们的地址,我们发现,虽然结果都是a.nameb.name的结果都是diming
但是他们的地址是不一样的。这是因为:在 V8 引擎中,虽然字符串和基础类型的值都可以存放在常量池中,但是否是在常量池中,依然取决于它们的创建方式和使用情况

当使用字面量定义字符串和基础类型的值时,V8 引擎会将它们存放在常量池中,以便在后续的代码中重复使用。

例如,以下代码中的字符串和基础类型的值都会被存放在常量池中:

const str = 'hello world';
const num = 42;
当使用构造函数或函数返回值创建字符串和基础类型的值时,V8 引擎会将它们存放在堆内存中,而不是常量池中。因为构造函数和函数返回的值是在运行时动态创建的,无法在编译时确定。

例如,以下代码中的字符串和基础类型的值会被存放在堆内存中:

const str = new String('hello world');
const num = new Number(42);

需要注意的是,即使是使用字面量定义的字符串和基础类型的值,如果它们在后续的代码中被修改,它们也会从常量池中移动到堆内存中。因此,为了避免性能问题,应尽可能使用字面量定义字符串和基础类型的值,并避免在运行时动态创建它们。

3.为什么通过字面量赋值,与通过普通二元运算表达式计算出来同样的字符串结果,却存储在不同的内存地址中?

这就要从v8解析字符串开始说起

  1. 抽象语法树内部有严格的分类,比如继承于AstNode的语句Statement、表达式Expression、声明Declaration等等,当判定对应词法的类型,会有一个工厂类专门生成对应类型的描述类。

  2. v8内部有一个名为string_table_的hashmap缓存了所有字符串,转换抽象语法树时,每遇到一个字符串,会根据其特征换算为一个hash值,插入到hashmap中。在之后如果遇到了hash值一致的字符串,会优先从里面取出来进行比对,一致的话就不会生成新字符串类。

  3. 抽象语法树解析的判定优先级依次为Declaration(let a = 1)、Statement(if(true) {})、Expression("a" + "b"),其中还有一个非常特殊的语法类型是goto,即label语法,我只能说尽量不要用这个东西,v8为其专门写了特殊的解析,非常复杂。

4.每一个大类型(例如Statement)也会有非常详细的子类型,比如if、while、return等等,当前解析词法不匹配对应类型,会进行降级解析。

  1. 缓存字符串时,会分为三种情况处理,长度为1的单字符、长度为2-10的且值小于2^32 - 2的纯数字字符串、其他字符串,仅仅影响生成hash值方式,纯数字字符串会转换成数值再计算hash。

案例中,单个词法'diming'属于原始字符串,由AstRawString类进行管理。而整个待编译字符串"'di' + ' ming'"中,加号左右的空格会被忽略,解析后分为三段,即字符串、加号、字符串。由于这段代码以字符串开头,被判定为一个字面量(literal),在依次解析后发现了加号与另外一个字符串后结束,所以被判定是一个'普通二元运算表达式',在expression中的标记分别是normal、binary operation、literal。

4.v8引擎中的常量池,会预置一些字面量吗?

在 V8 引擎中,常量池会预置一些字面量,这些字面量通常是一些经常被使用的字符串或数字。预置这些字面量可以提高程序的性能,因为它们不需要在运行时被创建,也不需要在堆上进行分配和销毁。而是在引擎启动时就创建好了,存储在常量池中,程序运行时直接使用这些字面量的引用即可。

V8 引擎中预置的字面量包括了一些标准的 JavaScript 内置对象,例如字符串 "undefined"、"null"、"true"、"false" 等,以及一些数值常量,例如数字 0、1、-1、NaN 等。

需要注意的是,预置的字面量只是一些常用的值,如果程序中使用了不在常量池中的字面量,则 V8 引擎会在运行时创建新的对象,将其存储在堆上,并将引用返回给程序。

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