图解 Google V8 # 03：快属性和慢属性：V8是怎样提升对象属性访问速度的？

Posted 2022-06-01 凯小默

说明

图解 Google V8 学习笔记

线性结构和非线性结构

javascript 中的对象是由一组组属性和值的集合，就像一个字典，字符串作为键名，任意对象可以作为键值，可以通过键名读写键值。

而在 V8 实现对象存储时，并没有完全采用字典的存储方式，而是用的非线性的数据结构，查询效率会低于线性的数据结构，V8 为了提升存储和查找效率，采用了一套复杂的存储策略。下面看看是用了什么策略去提升了对象属性的访问速度？

常规属性 (properties) 和排序属性 (element)

我们先看一个例子：

function Foo() 
    this[100] = 'test-100'
    this[1] = 'test-1'
    this["B"] = 'bar-B'
    this[50] = 'test-50'
    this[9] =  'test-9'
    this[8] = 'test-8'
    this[3] = 'test-3'
    this[5] = 'test-5'
    this["A"] = 'bar-A'
    this["C"] = 'bar-C'

var bar = new Foo()


for(key in bar)
    console.log(`index:$key  value:$bar[key]`)

我们无序的给函数添加属性然后打印出来，结果如下：

我们发现：

1. 设置的数字属性被最先并且按照数字大小的顺序打印出来；
2. 设置的字符串属性依然是按照之前的设置顺序打印的。

总的来说就是：一个对象中如果有数字型属性和非数字型属性，当遍历对象并打印出该对象的所有属性时，会优先把数字型属性按升序排序后打印，接着再对非数字型属性按添加的先后顺序打印出来。

原因：在 ECMAScript 规范中定义了数字属性应该按照索引值大小升序排列，字符串属性根据创建时的顺序排列。

• 对象中的数字属性称为排序属性，在 V8 中被称为 elements
• 字符串属性就被称为常规属性，在 V8 中被称为 properties。

在 V8 内部，分别使用了两个线性数据结构来分别保存排序属性和常规属性，从而能有效地提升存储和访问这两种属性的性能，如图所示：

如果执行索引操作，那么 V8 会先从 elements 属性中按照顺序读取所有的元素，然后再在 properties 属性中读取所有的元素。

快属性和慢属性

对象内属性

将不同的属性分别保存到 elements 属性和 properties 属性中，简化了程序的复杂度，但是在查找元素时，却多了一步操作，会影响到元素的查找效率。

比如：上面执行 bar.B这个语句来查找 B 的属性值，那么在 V8 会先查找出 properties 属性所指向的对象 properties，然后再在 properties 对象中查找 B 属性

基于这个原因，V8 采取了一个权衡的策略：将部分常规属性直接存储到对象本身去加快查找属性的效率，我们把这称为对象内属性 (in-object properties)。

比如：现在要执行 bar.B这个语句来查找 B 的属性值，那么 V8 就可以直接从 bar 对象本身去获取该值了。

对象内属性是默认10，超出部分会被存放在常规属性存储中保存，可以自由扩容。

快属性

通常，我们将保存在线性数据结构中的属性称之为快属性。

因为线性数据结构中只需要通过索引即可以访问到属性，虽然访问线性结构的速度快，但是如果从线性结构中添加或者删除大量的属性时，则执行效率会非常低，这主要因为会产生大量时间和内存开销。

慢属性

如果一个对象的属性过多时，V8 就会采取另外一种存储策略，那就是慢属性策略，但慢属性的对象内部会有独立的非线性数据结构 (词典) 作为属性存储容器。所有的属性元信息不再是线性存储的，而是直接保存在属性字典中。

开启慢速模式时，使用hash作为底层存储结构，key为字符串，字面量会发生类型转换。

数组索引属性和命名属性存储在两个单独的数据结构中：

慢属性是如何存储的：

慢属性使⽤ HashMap 作为属性存储，⽽是直接存储在属性 Hash 中(没有缓存，所以叫慢属性)。

总结

参考资料

• js对象属性及其方法