好的，各位观众老爷，今天咱们来聊聊V8引擎里的两个宝贝疙瘩：Hidden Classes/Maps 和 Inline Caching。这俩哥们儿可是JavaScript性能优化的秘密武器，能让你的代码跑得飞起！准备好了吗？开始上课啦！
第一节：对象属性访问的传统难题
先别急着进入正题，咱们先想想，在没有这些优化技巧之前，JavaScript引擎是怎么处理对象属性访问的。想象一下，你定义了一个对象：
const obj = {
x: 10,
y: 20
};
console.log(obj.x); // 访问 obj 的 x 属性在传统的实现中，每次访问 obj.x，引擎都得：
- 查找： 扫描
obj对象的所有属性，一个一个地比对名字，看有没有x。 - 读取： 找到了
x，再读取它的值。
这听起来就像大海捞针，效率可想而知。如果对象有很多属性，每次都这么找，那CPU都要罢工了！
而且，JavaScript的灵活性也给优化带来了麻烦。你可以随时给对象增删属性，这让引擎很难提前做好优化准备。
obj.z = 30; // 增加了一个属性 z
delete obj.x; // 删除了属性 x每次修改对象结构，引擎都得重新考虑如何访问属性，这简直就是一场噩梦。
第二节：Hidden Classes/Maps：对象的“户口本”
为了解决这个问题，V8引擎引入了 Hidden Classes，也叫 Maps。你可以把 Hidden Class 理解成是对象的“户口本”，它记录了对象的所有属性信息，包括：
- 属性的名字
- 属性的类型
- 属性在内存中的偏移量 (offset)
举个例子，对于下面的对象：
const point = {
x: 10,
y: 20
};V8引擎可能会创建一个 Hidden Class，看起来像这样：
Hidden Class for point:
- offset 0: x (integer)
- offset 4: y (integer)这个 Hidden Class 告诉我们，x 属性是一个整数，存储在对象内存的偏移量为 0 的位置；y 属性也是一个整数，存储在偏移量为 4 的位置。（这里的偏移量大小取决于具体的引擎实现和数据类型的大小）
关键来了！当引擎第一次遇到 point 对象时，会创建一个 Hidden Class 并将它和 point 对象关联起来。以后每次访问 point.x，引擎就不需要大海捞针了，而是直接从 Hidden Class 中找到 x 属性的偏移量，然后直接读取内存中对应位置的值，速度嗖嗖的！
Hidden Class 的共享
更妙的是，如果两个对象具有相同的属性结构，它们就可以共享同一个 Hidden Class。例如：
const point1 = { x: 1, y: 2 };
const point2 = { x: 3, y: 4 };point1 和 point2 都有 x 和 y 属性，并且属性类型也相同，所以它们可以共享同一个 Hidden Class。
这就像是，如果两个人住在同一栋楼的同一层，他们的户口本上的一些信息（比如地址）就可以共享。
第三节：Transition Chains：Hidden Class 的进化史
但是，JavaScript 对象是可以动态修改的，这可咋办？如果我给 point 对象增加了一个属性 z，原来的 Hidden Class 就不能用了。
point.z = 30;V8引擎的做法是：创建一个新的 Hidden Class，并把原来的 Hidden Class 指向新的 Hidden Class。这个指向关系就叫做 Transition。
Hidden Class for point (before):
- offset 0: x (integer)
- offset 4: y (integer)
|
|--- transition 'z' --->
|
Hidden Class for point (after adding z):
- offset 0: x (integer)
- offset 4: y (integer)
- offset 8: z (integer)这样就形成了一个 Transition Chain，记录了对象属性结构的变化历史。
Transition Chain 的查找
当引擎需要查找一个属性时，它会沿着 Transition Chain 向上查找，直到找到包含该属性的 Hidden Class。
第四节：Inline Caching：属性访问的“高速公路”
有了 Hidden Class 之后，引擎就可以更高效地访问对象属性了。但是，V8引擎还有更厉害的招数：Inline Caching。
你可以把 Inline Caching 理解成是属性访问的“高速公路”。它会在代码中直接缓存属性访问的信息，下次再访问同一个属性时，就可以直接从缓存中读取，而不需要再查找 Hidden Class。
例如，对于下面的代码：
function getX(obj) {
return obj.x;
}
const point = { x: 10, y: 20 };
getX(point); // 第一次调用
getX(point); // 第二次调用当第一次调用 getX(point) 时，引擎会：
- 查找
point对象的 Hidden Class。 - 从 Hidden Class 中找到
x属性的偏移量。 - 在
getX函数的代码中，缓存x属性的偏移量和 Hidden Class 的信息。
当第二次调用 getX(point) 时，引擎会：
- 检查
point对象的 Hidden Class 是否和缓存中的 Hidden Class 相同。 - 如果相同，说明对象结构没有改变，可以直接从缓存中读取
x属性的偏移量，然后读取内存中的值。
这样就避免了重复查找 Hidden Class 的开销，大大提高了属性访问的速度。
Inline Cache 的状态
Inline Cache 可能会处于不同的状态：
- Uninitialized: 尚未初始化，第一次执行到该代码时。
- Monomorphic: 只处理一种 Hidden Class 的对象，性能最好。
- Polymorphic: 处理多种 Hidden Class 的对象，性能稍差。
- Megamorphic: 处理非常多种 Hidden Class 的对象，性能最差。
引擎会尽量让 Inline Cache 保持在 Monomorphic 状态，因为这样性能最好。
第五节：对代码编写的影响：如何写出高性能的 JavaScript 代码
了解了 Hidden Classes 和 Inline Caching 的原理，我们就可以写出更高效的 JavaScript 代码了。
1. 保持对象结构的稳定
尽量不要动态地增删对象的属性，这样会导致 Hidden Class 的频繁切换，影响性能。
// 坏的例子：
const obj = {};
obj.x = 10;
obj.y = 20;
// 好的例子：
const obj = {
x: 10,
y: 20
};2. 避免属性类型的改变
尽量不要改变对象属性的类型，这样也会导致 Hidden Class 的切换。
// 坏的例子：
const obj = { x: 10 };
obj.x = "hello"; // 改变了 x 属性的类型
// 好的例子：
const obj = { x: 10 };
// ...3. 使用构造函数或类来创建对象
使用构造函数或类可以保证对象具有相同的属性结构，从而更容易共享 Hidden Class。
// 好的例子：
class Point {
constructor(x, y) {
this.x = x;
this.y = y;
}
}
const point1 = new Point(1, 2);
const point2 = new Point(3, 4);4. 初始化所有属性
在创建对象时，尽量初始化所有属性，避免后续的动态添加。
// 坏的例子：
const obj = {};
obj.x = 10;
obj.y = 20;
// 好的例子：
const obj = {
x: undefined,
y: undefined
};
obj.x = 10;
obj.y = 20;或者：
// 更好的例子
const obj = {
x: 10,
y: 20
}5. 避免使用 delete 操作符
删除对象的属性会导致 Hidden Class 的切换，影响性能。如果需要“删除”属性，可以将其设置为 null 或 undefined。
// 坏的例子：
const obj = { x: 10, y: 20 };
delete obj.x;
// 好的例子：
const obj = { x: 10, y: 20 };
obj.x = null; // 或者 obj.x = undefined;6. 注意属性访问的顺序
如果多个对象共享同一个 Hidden Class，并且它们的属性访问顺序也相同，那么 Inline Cache 的命中率会更高。
function processPoint(point) {
console.log(point.x);
console.log(point.y);
}
const point1 = { x: 1, y: 2 };
const point2 = { x: 3, y: 4 };
processPoint(point1);
processPoint(point2); // 属性访问顺序相同，Inline Cache 命中率更高第七节：总结：性能优化的艺术
Hidden Classes 和 Inline Caching 是 V8 引擎为了优化 JavaScript 对象属性访问而设计的精巧机制。理解这些机制，可以帮助我们写出更高效的 JavaScript 代码。
当然，性能优化是一门艺术，需要根据具体的场景进行分析和权衡。不要盲目地追求极致的性能，而忽略了代码的可读性和可维护性。
代码示例：性能对比
为了更直观地感受 Hidden Classes 和 Inline Caching 的威力，我们来做一个简单的性能对比。
// 创建 100000 个对象，动态添加属性
function createObjectsDynamic() {
const objects = [];
for (let i = 0; i < 100000; i++) {
const obj = {};
obj.x = i;
obj.y = i * 2;
objects.push(obj);
}
return objects;
}
// 创建 100000 个对象，属性预先定义
function createObjectsStatic() {
const objects = [];
for (let i = 0; i < 100000; i++) {
const obj = { x: i, y: i * 2 };
objects.push(obj);
}
return objects;
}
// 访问对象的属性
function accessProperties(objects) {
let sum = 0;
for (let i = 0; i < objects.length; i++) {
sum += objects[i].x + objects[i].y;
}
return sum;
}
// 测试动态添加属性的性能
console.time("Dynamic Properties");
const dynamicObjects = createObjectsDynamic();
accessProperties(dynamicObjects);
console.timeEnd("Dynamic Properties");
// 测试属性预先定义的性能
console.time("Static Properties");
const staticObjects = createObjectsStatic();
accessProperties(staticObjects);
console.timeEnd("Static Properties");运行这段代码，你会发现，Static Properties 的性能明显优于 Dynamic Properties。这是因为，在 createObjectsStatic 函数中，对象属性是预先定义的，V8引擎可以更好地利用 Hidden Classes 和 Inline Caching 进行优化。
表格总结：优化技巧一览
为了方便大家记忆，我把上面提到的优化技巧整理成一个表格：
| 优化技巧 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
| 保持对象结构稳定 | 尽量不要动态地增删对象的属性。 | // 坏：const obj = {}; obj.x = 10; // 好：const obj = { x: 10 }; |
| 避免属性类型改变 | 尽量不要改变对象属性的类型。 | // 坏：const obj = { x: 10 }; obj.x = "hello"; // 好：const obj = { x: 10 }; |
| 使用构造函数或类 | 使用构造函数或类可以保证对象具有相同的属性结构。 | class Point { constructor(x, y) { this.x = x; this.y = y; } } |
| 初始化所有属性 | 在创建对象时，尽量初始化所有属性。 | // 坏：const obj = {}; obj.x = 10; // 好：const obj = { x: undefined }; obj.x = 10; // 更好： const obj = {x:10} |
避免使用 delete |
删除对象的属性会导致 Hidden Class 的切换，影响性能。 | // 坏：delete obj.x; // 好：obj.x = null; |
| 注意属性访问的顺序 | 如果多个对象共享同一个 Hidden Class，并且它们的属性访问顺序也相同，那么 Inline Cache 的命中率会更高。 | function processPoint(point) { console.log(point.x); console.log(point.y); } |
第八节：进阶思考：性能优化的边界
最后，我想和大家聊聊性能优化的边界。
- 不要过度优化： 过度优化可能会导致代码变得复杂难以理解，反而得不偿失。
- 关注瓶颈： 性能优化应该关注代码的瓶颈部分，而不是对所有代码都进行优化。
- 使用工具： 可以使用 Chrome DevTools 等工具来分析代码的性能瓶颈，找到需要优化的地方。
总结：
希望通过今天的讲座，大家对 V8 引擎的 Hidden Classes 和 Inline Caching 有了更深入的理解。记住，性能优化是一场持久战，需要不断学习和实践。
好了，今天的课就上到这里，下课！记得给个好评哦！ (手动滑稽)