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How V8 JavaScript Engine Works Behind the Scenes

AI 摘要：本文深入解析了 V8 JavaScript 引擎如何将人类可读的代码转换为机器码的全过程，重点介绍了 Ignition 解释器、字节码生成与执行机制，以及 TurboFan 的 JIT 优化技术。通过示例代码的字节码逐步分析，揭示了 V8 如何利用寄存器、反馈向量和对象形状（Shapes）实现高效执行，最终将高频调用的“热点”函数编译为机器码。

1. 脚本加载与解析
• 浏览器通过 HTML 解析器识别 <script> 标签并获取 JavaScript 文件字节流。
• 字节流解码器 将原始字节转换为标记（Tokens），例如识别 function 为关键字。

2. 语法分析与 AST 生成
• 解析器 将 Tokens 转换为抽象语法树（AST），同时检查语法错误。

3. Ignition 解释器与字节码执行
• Ignition 将 AST 编译为平台无关的字节码（介于人类代码与机器码间的抽象层）。
• 寄存器操作示例（以 calc 函数为例）：
• LdaSmi [10] 加载常量到累加器 → Star1 存入寄存器 r1
• GetNamedProperty a0,[0] 获取参数对象属性（如 obj.x ）→ 通过 Add 指令进行运算。
• 最终结果通过 Return 指令返回。

4. 优化技术（TurboFan JIT）
• 反馈向量（Feedback Vector）：记录运行时类型信息（如对象形状），用于触发优化。
• 对象形状（Shapes）：相同结构的对象（如 {x,y,z} ）共享形状，加速属性访问。
• JIT 编译：对高频调用的“热点”函数生成优化的机器码，若类型假设失效则回退至解释执行。

5. 关键概念
• 寄存器类型：通用寄存器（ r0-rn ）、参数寄存器（ a0-an ）、累加器（临时存储计算结果）。
• 字节码调试：通过 node --print-bytecode 查看生成的字节码。

author Deep Into Dev

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#优质博文 #前端
Think JavaScript Is Slow? Here's How JIT (Just In Time) Compilation Makes It 100x Faster Instantly
https://www.royalbhati.com/posts/why-js-is-fast

AI 摘要：通过解析 V8 引擎的 JIT 编译机制，解释 JavaScript 如何通过动态优化热点代码实现百倍性能提升。

本文以 V8 引擎为例，深入探讨 JavaScript 的 JIT（即时编译）技术如何弥合解释型语言与编译型语言的性能差距。作者通过一个计算数组和的示例代码，详细拆解 JIT 的工作流程：
1. 解析与字节码生成：代码被转换为抽象语法树（AST）后生成中间字节码。
2. 热点代码识别：高频执行的代码（如循环）被标记为“热代码”，触发优化编译为机器码。
3. 动态优化与去优化：若运行时假设失效（如变量类型变化），引擎会回退到未优化状态并重新编译。
文章结合代码示例、AST 结构、字节码片段和优化逻辑，直观展示了 JIT 如何通过减少解释器开销和针对性优化显著提升性能，并强调其核心目标是平衡灵活性与执行效率。

#JavaScript #性能优化 #V8 #JIT

via Royal Bhati

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Turbocharging V8 with mutable heap numbers
https://v8.dev/blog/mutable-heap-number

AI 摘要：V8 通过引入可变堆数值（mutable heap numbers）和 Int32 类型追踪优化 Math.random 实现，使 async-fs 基准测试性能提升 2.5 倍。

# 文章内容
本文解析了 V8 团队针对 JetStream2 基准测试套件中 async-fs 性能问题的优化过程。该基准测试使用自定义的确定性 Math.random 实现，其核心变量 seed 存储于 ScriptContext 中。由于 seed 的每次更新都会触发新的 HeapNumber 对象分配，并伴随低效的浮点运算，导致显著的内存分配与垃圾回收压力。

V8 团队通过两项关键优化解决此问题：
1. 可变堆数值槽：扩展 ScriptContext 的槽类型追踪能力，允许直接修改 HeapNumber 的值而非重新分配
2. 可变 Int32 类型：追踪数值是否在 Int32 范围内，避免浮点转换开销

这些优化不仅使 async-fs 性能提升 2.5 倍，也为处理类似模式的真实场景代码提供了通用优化方案。

#V8 #JavaScript #性能优化 #benchmarks

via V8 开发团队（ v8.dev 官方博客）

v8.dev

Turbocharging V8 with mutable heap numbers · V8

Adding mutable heap numbers to script context