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解析‘元素类型切换’（Elements Kind Switching）：从 Packed Smi 到 Holey Double 的不可逆过程

技术讲座：元素类型切换——从 Packed Smi 到 Holey Double 的不可逆过程 引言 在计算机科学和编程领域，类型转换是一个常见的操作，特别是在处理数值数据时。在Web开发、大数据处理和科学计算中，了解不同数据类型的转换及其影响至关重要。本文将深入探讨从 Packed Smi 到 Holey Double 的元素类型切换，分析其不可逆过程，并提供相应的工程级代码示例。 Packed Smi 与 Holey Double 的简介 Packed Smi Packed Smi（Small Integer）是一种紧凑的数值表示方法，常用于JavaScript引擎中存储整数。它通过将整数拆分成符号位和数值位，以较小的内存占用存储较大的数值范围。 Holey Double Holey Double 是一种特殊的浮点数表示方法，由谷歌的 V8 引擎提出。它通过将某些数值位保留为未使用，从而减少内存占用，并提高处理速度。 元素类型切换的背景 在编程实践中，我们可能会遇到需要将 Packed Smi 转换为 Holey Double 的情况。例如，在处理大数据时，我们可能需要将存储在数组 …

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JavaScript 对象在内存中的‘属性偏移量’：为何固定顺序的对象初始化对缓存更友好？

技术讲座：JavaScript 对象的‘属性偏移量’与固定顺序初始化的缓存优势 引言 在 JavaScript 编程中，对象是数据存储的常用方式。对象的属性顺序在内存中的表示方式，即“属性偏移量”，对于性能和缓存机制有着重要影响。本文将深入探讨固定顺序的对象初始化为何对缓存更友好，并通过代码示例进行验证。 什么是属性偏移量？ 在 JavaScript 中，每个对象的属性都包含一个名为“偏移量”的内部属性，用于存储该属性在对象中的位置。这个位置是由属性被定义的顺序决定的。当对象被创建时，其属性按照定义的顺序依次占据内存空间。 固定顺序初始化的优势 1. 预测性缓存 当对象的属性按照固定顺序初始化时，JavaScript 引擎可以更有效地预测内存中属性的位置。这意味着在访问对象属性时，可以减少缓存未命中的情况，从而提高性能。 2. 数据局部性 固定顺序的属性初始化有利于提高数据局部性。数据局部性是指程序访问的数据在时间或空间上具有一定的规律性。当对象属性在内存中连续存储时，可以减少内存访问的次数，提高缓存命中率。 3. 减少内存碎片 固定顺序初始化可以减少内存碎片。内存碎片是指内存中无法被 …

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V8 内部的‘小整数’（Smi）与‘堆对象’（HeapObject）：为什么 31 位整数不需要分配堆空间？

V8 引擎中的 Smi 与 HeapObject：31 位整数为何无需分配堆空间 引言 V8 引擎是 Google 开发的一款高性能 JavaScript 引擎，广泛应用于 Chrome 浏览器、Node.js 等平台。在 V8 引擎中，对象存储在堆上，而数值类型则分为 Smi（Small Integer）和 HeapObject 两种。本文将深入探讨 Smi 和 HeapObject 的区别，特别是为什么 31 位整数不需要分配堆空间。 1. Smi 与 HeapObject 的概念 在 V8 引擎中，数值类型分为 Smi 和 HeapObject 两种： Smi：Smi 是 Small Integer 的缩写，用于表示较小的整数。Smi 的设计初衷是为了优化内存使用和提高性能。 HeapObject：HeapObject 是指存储在堆上的对象，包括所有非 Smi 的数值类型，如浮点数、无穷大、NaN 等。 2. 为什么 31 位整数不需要分配堆空间 2.1 Smi 的存储结构 Smi 的存储结构如下： +—————–+ | Value | (31位) +— …

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JavaScript 里的‘微型运行时’：探讨 QuickJS 引擎如何在极小内存设备上运行

技术讲座：QuickJS 引擎在微型运行时环境中的应用与实践 引言 随着物联网（IoT）和边缘计算的兴起，越来越多的设备开始具备运行计算任务的能力。这些设备往往内存有限，对运行时的资源占用要求极高。在这样的背景下，微型运行时环境应运而生。QuickJS 是一个轻量级的 JavaScript 引擎，旨在为这些微型环境提供高性能的 JavaScript 运行支持。本文将深入探讨 QuickJS 引擎如何在极小内存设备上运行，并提供一些工程级的代码示例和实践经验。 一、QuickJS 引擎简介 QuickJS 是一个基于 JavaScript 引擎 V8 的轻量级实现，由北京字节跳动公司开发。它具有以下特点： 轻量级：QuickJS 的核心大小仅为 100KB 左右，非常适合内存受限的设备。 高性能：QuickJS 在小型设备上提供了与 V8 相当的性能，同时在内存占用上具有优势。 跨平台：QuickJS 支持多种操作系统和平台，包括嵌入式系统、物联网设备等。 二、QuickJS 引擎在微型运行时环境中的应用 1. 硬件环境 在微型运行时环境中，硬件资源通常是有限的。以下是一些典型的硬件配置 …

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利用 `crypto.subtle` API 在浏览器中进行原生的‘非对称加密’（RSA/AES）

技术讲座：利用 crypto.subtle API 进行原生的 RSA/AES 非对称加密 引言 随着互联网的快速发展，数据安全和隐私保护变得越来越重要。非对称加密作为一种强大的加密手段，被广泛应用于网络安全领域。本文将深入探讨如何使用浏览器的 crypto.subtle API 实现RSA和AES的非对称加密，并给出具体的工程级代码示例。 一、非对称加密概述 非对称加密是一种加密技术，它使用两把密钥：公钥和私钥。公钥用于加密数据，私钥用于解密数据。由于公钥和私钥的数学关系，即使知道公钥，也无法轻易地计算出私钥。 非对称加密算法主要包括RSA、ECC等。本文将以RSA和AES为例，介绍非对称加密的使用方法。 二、RSA非对称加密 RSA算法是一种非对称加密算法，它使用两个密钥：公钥和私钥。公钥用于加密数据，私钥用于解密数据。 2.1 RSA加密过程 生成密钥对：使用密钥生成算法（如openssl）生成公钥和私钥。 使用公钥加密数据：将需要加密的数据使用公钥进行加密。 使用私钥解密数据：将加密后的数据使用私钥进行解密，得到原始数据。 2.2 crypto.subtle API实现RSA加 …

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解析 Node.js 的 `Buffer.alloc` vs `Buffer.allocUnsafe`：安全性与性能的极致博弈

技术讲座：Node.js 的 Buffer.alloc vs Buffer.allocUnsafe：安全性与性能的极致博弈 引言 在 Node.js 中，Buffer 是一个表示固定长度的原始内存缓冲区的类。它经常用于处理二进制数据，如文件读写、网络通信等。在 Node.js 中，创建 Buffer 对象有两种方式：Buffer.alloc 和 Buffer.allocUnsafe。这两种方法在性能和安全方面有很大的差异。本文将深入探讨这两种方法，并分析它们在工程实践中的应用。 Buffer 类简介 在 Node.js 中，Buffer 类是一个全局变量，用于创建和管理缓冲区。缓冲区是一个固定大小的内存区域，用于存储二进制数据。以下是一些关于 Buffer 类的基本知识： Buffer 类的方法：Buffer 类提供了许多方法，如 Buffer.from(), Buffer.alloc(), Buffer.allocUnsafe(), Buffer.concat(), Buffer.isBuffer() 等。 Buffer 的用途：缓冲区常用于以下场景： 文件读写：读取和写入文件时，可 …

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什么是‘可移植的 JavaScript’？探讨 WinterCG 规范对不同运行时的统一尝试

技术讲座：可移植的 JavaScript 与 WinterCG 规范的统一尝试 引言 在当今的软件开发领域，可移植性是一个至关重要的概念。它允许我们编写的代码在不同的环境中运行，而不需要大量的修改。JavaScript 作为一种广泛使用的编程语言，其可移植性一直是一个被讨论的话题。本文将深入探讨“可移植的 JavaScript”的概念，并分析 WinterCG 规范如何在不同运行时之间实现统一。 可移植的 JavaScript 什么是可移植的 JavaScript？ 可移植的 JavaScript 指的是一种编写方式，使得 JavaScript 代码可以在不同的环境中（如浏览器、服务器端、嵌入式设备等）无缝运行。这种可移植性通常通过以下几个关键点来实现： 跨平台库和框架：使用如 Node.js 这样的库，可以让 JavaScript 代码在服务器端运行。 模块化：通过模块化，可以将代码分割成独立的单元，便于在不同环境中重用。 标准化API：遵循标准的 API，可以确保代码在不同环境中具有一致性。 可移植性带来的好处 代码重用：减少了重复编写代码的需要。 开发效率：开发者可以专注于业务逻 …

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解析浏览器里的‘层叠上下文’（Stacking Context）与 JS 动态 z-index 管理

技术讲座：浏览器中的层叠上下文与JS动态z-index管理 引言 在Web开发中，理解层叠上下文（Stacking Context）和z-index属性对于控制页面元素的显示顺序至关重要。本文将深入探讨这两个概念，并提供一些实用的代码示例，帮助开发者更好地管理页面元素的层叠效果。 第一部分：层叠上下文 1.1 什么是层叠上下文 层叠上下文是浏览器渲染模型中的一个重要概念，它决定了页面中元素的层叠顺序。简单来说，层叠上下文是一个三维空间，在这个空间中，元素按照特定的规则进行层叠。 1.2 创建层叠上下文的条件 以下条件可以创建一个新的层叠上下文： 根层叠上下文：浏览器渲染的第一个层叠上下文，由浏览器的根元素（通常是<html>标签）创建。 定位元素：设置了position属性为absolute、relative或fixed的元素。 flex容器：设置了display属性为flex或inline-flex的元素。 grid容器：设置了display属性为grid或inline-grid的元素。 视口单位：使用transform、opacity、filter等CSS属性创建的元素 …

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如何利用 `PerformanceObserver` 监控网页的‘长任务’（Long Tasks）并上报？

技术讲座：深入理解与监控网页的‘长任务’ 引言 在现代的网页应用中，用户交互的流畅性和性能变得至关重要。然而，随着网页应用变得越来越复杂，一些耗时操作（如大量数据处理、网络请求等）可能会造成网页的响应变慢，影响用户体验。为了解决这个问题，Web平台引入了“长任务”的概念，并提供了PerformanceObserver API来监控这些任务。本文将深入探讨如何利用PerformanceObserver来监控和上报网页的长任务。 什么是长任务？ 长任务是指在用户交互期间持续运行超过50毫秒的任务。这些任务可能由以下几种操作引起： 网络请求 计算密集型操作 定时器操作 渲染操作 其他长时间运行的操作 长任务的频繁出现会导致页面无响应，用户体验恶化。因此，监控和管理长任务对于优化网页性能至关重要。 PerformanceObserver API PerformanceObserver API 允许开发者创建一个观察者，该观察者会在指定的性能条目出现时被调用。长任务事件是PerformanceObserver API可以监听的一种性能条目。 创建PerformanceObserver const …

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解析 `AbortSignal.timeout`：在现代 JS 中优雅处理请求超时的官方方案

技术讲座：解析 AbortSignal.timeout：在现代 JS 中优雅处理请求超时的官方方案 引言 在异步编程中，请求超时是一个常见且棘手的问题。随着现代 JavaScript 的不断发展，AbortSignal 接口的出现为我们提供了一种优雅且官方的方式来处理请求超时。本文将深入探讨 AbortSignal.timeout 的使用，并提供一系列工程级代码示例，帮助读者在实际项目中应用这一特性。 什么是 AbortSignal？ AbortSignal 是一个 Web API，允许开发者向异步操作（如 fetch 请求）发出中断信号。通过传递 AbortSignal 对象给异步操作，开发者可以随时中断操作，从而优雅地处理超时或取消操作。 AbortSignal.timeout 的使用 AbortSignal.timeout 方法允许开发者设置一个超时时间，当超过这个时间后，AbortSignal 将发出中断信号。以下是 AbortSignal.timeout 方法的基本语法： signal.timeout(millisecond); 其中，millisecond 参数表示超时时间 …

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