Avastage V8 tagasisidevektorite optimeerimine ja kuidas see Ôpib omaduste juurdepÀÀsumustreid, et parandada JavaScripti kiirust peidetud klasside ja vahemÀlude abil.
JavaScript V8 tagasisidevektorite optimeerimine: sĂŒgav sukeldumine omaduste juurdepÀÀsumustrite Ă”ppimisse
V8 JavaScripti mootor, mis on Chrome'i ja Node.js-i aluseks, on tuntud oma jĂ”udluse poolest. Selle jĂ”udluse oluline komponent on keerukas optimeerimisprotsess, mis tugineb suuresti tagasisidevektoritele. Need vektorid on V8 vĂ”imekuse sĂŒda, mis vĂ”imaldab Ă”ppida ja kohaneda teie JavaScripti koodi kĂ€itusaja kĂ€itumisega, tagades mĂ€rkimisvÀÀrse kiiruse kasvu, eriti omaduste juurdepÀÀsul. See artikkel pakub sĂŒgavat ĂŒlevaadet sellest, kuidas V8 kasutab tagasisidevektoreid omaduste juurdepÀÀsumustrite optimeerimiseks, kasutades vahemĂ€lu (inline caching) ja peidetud klasse.
PÔhimÔistete mÔistmine
Mis on tagasisidevektorid?
Tagasisidevektorid on andmestruktuurid, mida V8 kasutab kĂ€itusaja teabe kogumiseks JavaScripti koodi toimingute kohta. See teave hĂ”lmab manipuleeritavate objektide tĂŒĂŒpe, juurdepÀÀsetavaid omadusi ja erinevate toimingute sagedust. MĂ”elge neist kui V8 viisist jĂ€lgida ja Ă”ppida, kuidas teie kood reaalajas kĂ€itub.
TÀpsemalt on tagasisidevektorid seotud konkreetsete baidikoodi juhistega. Igal juhisel vÔib olla oma tagasisidevektoris mitu pesa. Iga pesa salvestab teavet, mis on seotud just selle juhise tÀitmisega.
Peidetud klassid: tÔhusa omadustele juurdepÀÀsu alus
JavaScript on dĂŒnaamiliselt tĂŒĂŒbitud keel, mis tĂ€hendab, et muutuja tĂŒĂŒp vĂ”ib kĂ€itusajal muutuda. See seab optimeerimisele vĂ€ljakutse, kuna mootor ei tea kompileerimise ajal objekti struktuuri. Selle lahendamiseks kasutab V8 peidetud klasse (mida mĂ”nikord nimetatakse ka kaartideks vĂ”i kujudeks). Peidetud klass kirjeldab objekti struktuuri (omadused ja nende nihked). Iga kord, kui luuakse uus objekt, mÀÀrab V8 sellele peidetud klassi. Kui kahel objektil on samad omaduste nimed samas jĂ€rjekorras, jagavad nad sama peidetud klassi.
Vaatleme neid JavaScripti objekte:
const obj1 = { x: 10, y: 20 };
const obj2 = { x: 5, y: 15 };
Nii obj1 kui ka obj2 jagavad tÔenÀoliselt sama peidetud klassi, kuna neil on samad omadused samas jÀrjekorras. Kui me aga lisame objektile obj1 omaduse pÀrast selle loomist:
obj1.z = 30;
obj1 lĂ€heb nĂŒĂŒd ĂŒle uude peidetud klassi. See ĂŒleminek on ĂŒlioluline, sest V8 peab vĂ€rskendama oma arusaama objekti struktuurist.
VahemÀlud (IC-d): omaduste otsingute kiirendamine
VahemĂ€lud (IC-d) on oluline optimeerimistehnika, mis kasutab peidetud klasse omaduste juurdepÀÀsu kiirendamiseks. Kui V8 kohtab omaduse juurdepÀÀsu, ei pea ta tegema aeglast, ĂŒldotstarbelist otsingut. Selle asemel saab ta kasutada objektiga seotud peidetud klassi, et pÀÀseda omadusele otse juurde teadaoleva nihkega mĂ€lus.
Esimest korda omadusele juurde pÀÀsedes on IC initsialiseerimata. V8 teostab omaduse otsingu ja salvestab peidetud klassi ning nihke IC-sse. JÀrgnevad juurdepÀÀsud samale omadusele objektidel, millel on sama peidetud klass, saavad seejÀrel kasutada vahemÀllu salvestatud nihet, vÀltides kulukat otsinguprotsessi. See on tohutu jÔudluse vÔit.
Siin on lihtsustatud nÀide:
- Esimene juurdepÀÀs: V8 kohtab
obj.x. IC on initsialiseerimata. - Otsing: V8 leiab
x-i nihke objektiobjpeidetud klassis. - VahemÀllu salvestamine: V8 salvestab peidetud klassi ja nihke IC-sse.
- JÀrgnevad juurdepÀÀsud: Kui
obj-l (vÔi mÔnel teisel objektil) on sama peidetud klass, kasutab V8 vahemÀllu salvestatud nihet, et otsex-ile juurde pÀÀseda.
Kuidas tagasisidevektorid ja peidetud klassid koos töötavad
Tagasisidevektoritel on oluline roll peidetud klasside ja vahemÀlude haldamisel. Nad salvestavad omaduste juurdepÀÀsude ajal vaadeldud peidetud klassid. Seda teavet kasutatakse, et:
- KĂ€ivitada peidetud klassi ĂŒleminekuid: Kui V8 mĂ€rkab muutust objekti struktuuris (nt uue omaduse lisamine), aitab tagasisidevektor algatada ĂŒlemineku uude peidetud klassi.
- Optimeerida IC-sid: Tagasisidevektor teavitab IC-sĂŒsteemi antud omaduse juurdepÀÀsu puhul levinud peidetud klassidest. See vĂ”imaldab V8-l optimeerida IC-d kĂ”ige levinumate juhtude jaoks.
- Deoptimeerida koodi: Kui vaadeldud peidetud klassid kalduvad oluliselt kĂ”rvale sellest, mida IC eeldab, vĂ”ib V8 koodi deoptimeerida ja naasta aeglasema, ĂŒldisema omaduste otsingumehhanismi juurde. See on sellepĂ€rast, et IC ei ole enam tĂ”hus ja teeb rohkem kahju kui kasu.
NĂ€idisstsenaarium: omaduste dĂŒnaamiline lisamine
Vaatame uuesti varasemat nÀidet ja uurime, kuidas tagasisidevektorid on kaasatud:
function Point(x, y) {
this.x = x;
this.y = y;
}
const p1 = new Point(10, 20);
const p2 = new Point(5, 15);
// Access properties
console.log(p1.x + p1.y);
console.log(p2.x + p2.y);
// Now, add a property to p1
p1.z = 30;
// Access properties again
console.log(p1.x + p1.y + p1.z);
console.log(p2.x + p2.y);
Siin on see, mis toimub kapoti all:
- Algne peidetud klass: Kui
p1jap2luuakse, jagavad nad sama algset peidetud klassi (mis sisaldabxjay). - Omaduse juurdepÀÀs (esimest korda): Esimest korda, kui
p1.xjap1.yjuurde pÀÀsetakse, on vastavate baidikoodi juhiste tagasisidevektorid tĂŒhjad. V8 teostab omaduse otsingu ja tĂ€idab IC-d peidetud klassi ja nihetega. - Omaduse juurdepÀÀs (jĂ€rgmised korrad): Teist korda, kui
p2.xjap2.yjuurde pÀÀsetakse, kasutatakse IC-sid ja omaduse juurdepÀÀs on palju kiirem. - Omaduse
zlisamine: Omadusep1.zlisamine pĂ”hjustabp1ĂŒlemineku uude peidetud klassi. Omaduse mÀÀramise operatsiooniga seotud tagasisidevektor salvestab selle muudatuse. - Deoptimeerimine (potentsiaalselt): Kui
p1.xjap1.yjuurde pÀÀsetakse uuesti *pĂ€rast*p1.zlisamist, vĂ”ivad IC-d muutuda kehtetuks (sĂ”ltuvalt V8 heuristikast). See on sellepĂ€rast, etp1peidetud klass on nĂŒĂŒd erinev sellest, mida IC-d eeldavad. Lihtsamate juhtude puhul vĂ”ib V8 olla vĂ”imeline looma ĂŒleminekupuu, mis seob vana peidetud klassi uuega, sĂ€ilitades teatud optimeerimistaseme. Keerulisemates stsenaariumides vĂ”ib toimuda deoptimeerimine. - Optimeerimine (lĂ”puks): Aja jooksul, kui
p1-le pÀÀsetakse sageli juurde uue peidetud klassiga, Ôpib V8 uue juurdepÀÀsumustri ja optimeerib vastavalt, luues potentsiaalselt uusi IC-sid, mis on spetsialiseerunud uuendatud peidetud klassile.
Praktilised optimeerimisstrateegiad
MÔistmine, kuidas V8 optimeerib omaduste juurdepÀÀsumustreid, vÔimaldab teil kirjutada jÔudluselt paremat JavaScripti koodi. Siin on mÔned praktilised strateegiad:
1. Initsialiseerige kÔik objekti omadused konstruktoris
Initsialiseerige alati kĂ”ik objekti omadused konstruktoris vĂ”i objektiliteraalis, et tagada, et kĂ”ik sama "tĂŒĂŒpi" objektid omaksid sama peidetud klassi. See on eriti oluline jĂ”udluskriitilises koodis.
// Bad: Adding properties outside the constructor
function BadPoint(x, y) {
this.x = x;
this.y = y;
}
const badPoint = new BadPoint(1, 2);
badPoint.z = 3; // Avoid this!
// Good: Initializing all properties in the constructor
function GoodPoint(x, y, z) {
this.x = x;
this.y = y;
this.z = z !== undefined ? z : 0; // Default value
}
const goodPoint = new GoodPoint(1, 2, 3);
Konstruktor GoodPoint tagab, et kÔigil GoodPoint objektidel on samad omadused, sÔltumata sellest, kas z vÀÀrtus on antud. Isegi kui z-d alati ei kasutata, on selle vaikevÀÀrtusega eelnevalt eraldamine sageli jÔudluselt parem kui selle hilisem lisamine.
2. Lisage omadused samas jÀrjekorras
JĂ€rjekord, milles omadused objektile lisatakse, mĂ”jutab selle peidetud klassi. Peidetud klasside jagamise maksimeerimiseks lisage omadused samas jĂ€rjekorras kĂ”igile sama "tĂŒĂŒpi" objektidele.
// Inconsistent property order (Bad)
const objA = { a: 1, b: 2 };
const objB = { b: 2, a: 1 }; // Different order
// Consistent property order (Good)
const objC = { a: 1, b: 2 };
const objD = { a: 1, b: 2 }; // Same order
Kuigi objA ja objB omavad samu omadusi, on neil tÔenÀoliselt erinevad peidetud klassid erineva omaduste jÀrjekorra tÔttu, mis viib vÀhem tÔhusa omadustele juurdepÀÀsuni.
3. VĂ€ltige omaduste dĂŒnaamilist kustutamist
Omaduste kustutamine objektist vÔib muuta selle peidetud klassi kehtetuks ja sundida V8-t naasma aeglasemate omaduste otsingumehhanismide juurde. VÀltige omaduste kustutamist, kui see pole absoluutselt vajalik.
// Avoid deleting properties (Bad)
const obj = { a: 1, b: 2, c: 3 };
delete obj.b; // Avoid!
// Use null or undefined instead (Good)
const obj2 = { a: 1, b: 2, c: 3 };
obj2.b = null; // Or undefined
Omaduse seadmine vÀÀrtusele null vĂ”i undefined on ĂŒldiselt jĂ”udluselt parem kui selle kustutamine, kuna see sĂ€ilitab objekti peidetud klassi.
4. Kasutage numbriliste andmete jaoks tĂŒĂŒbitud massiive
Suurte numbriliste andmemahtudega töötades kaaluge tĂŒĂŒbitud massiivide kasutamist. TĂŒĂŒbitud massiivid pakuvad viisi esindada konkreetsete andmetĂŒĂŒpide massiive (nt Int32Array, Float64Array) tĂ”husamalt kui tavalised JavaScripti massiivid. V8 suudab sageli optimeerida toiminguid tĂŒĂŒbitud massiividega efektiivsemalt.
// Regular JavaScript array
const arr = [1, 2, 3, 4, 5];
// Typed Array (Int32Array)
const typedArr = new Int32Array([1, 2, 3, 4, 5]);
// Perform operations (e.g., sum)
let sum = 0;
for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
sum += arr[i];
}
let typedSum = 0;
for (let i = 0; i < typedArr.length; i++) {
typedSum += typedArr[i];
}
TĂŒĂŒbitud massiivid on eriti kasulikud numbriliste arvutuste, pilditöötluse vĂ”i muude andmemahukate ĂŒlesannete tĂ€itmisel.
5. Profiilige oma koodi
KĂ”ige tĂ”husam viis jĂ”udluse kitsaskohtade tuvastamiseks on oma koodi profiilimine selliste tööriistadega nagu Chrome DevTools. DevTools vĂ”ib anda ĂŒlevaate sellest, kus teie kood kĂ”ige rohkem aega veedab, ja tuvastada valdkonnad, kus saate rakendada selles artiklis kĂ€sitletud optimeerimistehnikaid.
- Avage Chrome DevTools: ParemklÔpsake veebilehel ja valige "Inspect". SeejÀrel navigeerige vahekaardile "Performance".
- Salvestage: KlÔpsake salvestusnupul ja tehke toimingud, mida soovite profiilida.
- AnalĂŒĂŒsige: LĂ”petage salvestamine ja analĂŒĂŒsige tulemusi. Otsige funktsioone, mille tĂ€itmine vĂ”tab kaua aega vĂ”i mis pĂ”hjustavad sagedast prĂŒgikoristust.
TĂ€iendavad kaalutlused
PolĂŒmorfsed vahemĂ€lud
MĂ”nikord vĂ”idakse omadusele juurde pÀÀseda erinevate peidetud klassidega objektidel. Nendel juhtudel kasutab V8 polĂŒmorfseid vahemĂ€lusid (PIC). PIC suudab vahemĂ€llu salvestada teavet mitme peidetud klassi jaoks, vĂ”imaldades tal toime tulla piiratud polĂŒmorfismi astmega. Kui aga erinevate peidetud klasside arv muutub liiga suureks, vĂ”ib PIC muutuda ebaefektiivseks ja V8 vĂ”ib kasutada megamorfset otsingut (kĂ”ige aeglasem tee).
Ăleminekupuud
Nagu varem mainitud, vĂ”ib V8 objektile omaduse lisamisel luua ĂŒleminekupuu, mis ĂŒhendab vana peidetud klassi uuega. See vĂ”imaldab V8-l sĂ€ilitada teatud optimeerimistaseme isegi siis, kui objektid lĂ€hevad ĂŒle erinevatesse peidetud klassidesse. Siiski vĂ”ivad liigsed ĂŒleminekud siiski pĂ”hjustada jĂ”udluse langust.
Deoptimeerimine
Kui V8 tuvastab, et selle optimeerimised ei ole enam kehtivad (nt ootamatute peidetud klassi muudatuste tĂ”ttu), vĂ”ib see koodi deoptimeerida. Deoptimeerimine hĂ”lmab naasmist aeglasema, ĂŒldisema tĂ€itmistee juurde. Deoptimeerimised vĂ”ivad olla kulukad, seega on oluline vĂ€ltida olukordi, mis neid kĂ€ivitavad.
Reaalse maailma nÀited ja rahvusvahelistumise kaalutlused
Siin kÀsitletud optimeerimistehnikad on universaalselt rakendatavad, sÔltumata konkreetsest rakendusest vÔi kasutajate geograafilisest asukohast. Siiski vÔivad teatud kodeerimismustrid olla teatud piirkondades vÔi tööstusharudes levinumad. NÀiteks:
- Andmemahukad rakendused (nt finantsmodelleerimine, teaduslikud simulatsioonid): Need rakendused saavad sageli kasu tĂŒĂŒbitud massiivide kasutamisest ja hoolikast mĂ€luhaldusest. Indias, Ameerika Ăhendriikides ja Euroopas selliste rakenduste kallal töötavate meeskondade kirjutatud kood peab olema optimeeritud suurte andmemahtude kĂ€sitlemiseks.
- DĂŒnaamilise sisuga veebirakendused (nt e-kaubanduse saidid, sotsiaalmeedia platvormid): Need rakendused hĂ”lmavad sageli sagedast objektide loomist ja manipuleerimist. Omaduste juurdepÀÀsumustrite optimeerimine vĂ”ib oluliselt parandada nende rakenduste reageerimisvĂ”imet, millest saavad kasu kasutajad ĂŒle maailma. Kujutage ette Jaapani e-kaubanduse saidi laadimisaegade optimeerimist, et vĂ€hendada ostukorvi hĂŒlgamiste arvu.
- Mobiilirakendused: Mobiilseadmetel on piiratud ressursid, seega on JavaScripti koodi optimeerimine veelgi olulisem. Tehnikad nagu tarbetu objektide loomise vĂ€ltimine ja tĂŒĂŒbitud massiivide kasutamine vĂ”ivad aidata vĂ€hendada aku tarbimist ja parandada jĂ”udlust. NĂ€iteks Sahara-taguses Aafrikas laialdaselt kasutatav kaardirakendus peab olema jĂ”udluselt hea ka madalama klassi seadmetes, millel on aeglasemad vĂ”rguĂŒhendused.
Lisaks on globaalsele publikule rakenduste arendamisel oluline arvestada rahvusvahelistumise (i18n) ja lokaliseerimise (l10n) parimate tavadega. Kuigi need on V8 optimeerimisest eraldiseisvad mured, vĂ”ivad need kaudselt mĂ”jutada jĂ”udlust. NĂ€iteks vĂ”ivad keerulised stringimanipulatsiooni vĂ”i kuupĂ€evade vormindamise toimingud olla jĂ”udlusmahukad. SeetĂ”ttu vĂ”ib optimeeritud i18n-teekide kasutamine ja tarbetute toimingute vĂ€ltimine veelgi parandada teie rakenduse ĂŒldist jĂ”udlust.
KokkuvÔte
V8 omaduste juurdepÀÀsumustrite optimeerimise mĂ”istmine on oluline kĂ”rge jĂ”udlusega JavaScripti koodi kirjutamiseks. JĂ€rgides selles artiklis kirjeldatud parimaid tavasid, nagu objektide omaduste initsialiseerimine konstruktoris, omaduste lisamine samas jĂ€rjekorras ja dĂŒnaamilise omaduste kustutamise vĂ€ltimine, saate aidata V8-l oma koodi optimeerida ja parandada oma rakenduste ĂŒldist jĂ”udlust. Ărge unustage oma koodi profiilida, et tuvastada kitsaskohad ja rakendada neid tehnikaid strateegiliselt. JĂ”udluse kasu vĂ”ib olla mĂ€rkimisvÀÀrne, eriti jĂ”udluskriitilistes rakendustes. TĂ”husa JavaScripti kirjutamisega pakute oma globaalsele publikule parema kasutajakogemuse.
Kuna V8 areneb pidevalt, on oluline olla kursis uusimate optimeerimistehnikatega. Konsulteerige regulaarselt V8 blogi ja muude ressurssidega, et hoida oma oskused ajakohased ja tagada, et teie kood kasutab mootori vÔimalusi tÀielikult Àra.
Nende pĂ”himĂ”tete omaksvĂ”tmisega saavad arendajad ĂŒle maailma kaasa aidata kiirematele, tĂ”husamatele ja reageerimisvĂ”imelisematele veebikogemustele kĂ”igi jaoks.