JavaScript Dvigatelini Optimizatsiya Qilish: Yashirin Sinflar va Inline Keshlashtirish

JavaScript'ning dinamik tabiati moslashuvchanlik va ishlab chiqish qulayligini taqdim etadi, biroq u unumdorlikni optimallashtirish uchun qiyinchiliklar ham tug'diradi. Google'ning V8 (Chrome va Node.js'da ishlatiladi), Mozilla'ning SpiderMonkey (Firefox'da ishlatiladi) va Apple'ning JavaScriptCore (Safari'da ishlatiladi) kabi zamonaviy JavaScript dvigatellari tilning o'ziga xos dinamizmi va tezlikka bo'lgan ehtiyoj o'rtasidagi bo'shliqni to'ldirish uchun murakkab usullarni qo'llaydi. Ushbu optimallashtirish sohasidagi ikkita asosiy tushuncha - bu yashirin sinflar va inline keshlashtirishdir.

JavaScript'ning Dinamik Tabiatini Tushunish

Java yoki C++ kabi statik tipli tillardan farqli o'laroq, JavaScript o'zgaruvchining turini e'lon qilishni talab qilmaydi. Bu qisqaroq kod yozish va tezkor prototiplash imkonini beradi. Biroq, bu JavaScript dvigatelining ish vaqtida o'zgaruvchining turini aniqlashi kerakligini ham anglatadi. Ushbu ish vaqtida tipni aniqlash, ayniqsa, obyektlar va ularning xususiyatlari bilan ishlaganda, hisoblash jihatidan qimmat bo'lishi mumkin.

Masalan:

            let obj = {};
obj.x = 10;
obj.y = 20;
obj.z = 30;
            

              
                Copy
              
            
          

Ushbu oddiy kod parchasida obj obyekti dastlab bo'sh. Biz x, y, va z xususiyatlarini qo'shganimizda, dvigatel obyektning ichki tasvirini dinamik ravishda yangilaydi. Optimizatsiya usullarisiz, har bir xususiyatga murojaat qilish to'liq qidiruvni talab qiladi va bu bajarilishni sekinlashtiradi.

Yashirin Sinflar: Tuzilma va O'tishlar

Yashirin Sinflar Nima?

Dinamik xususiyatlarga murojaat qilishning unumdorlik xarajatlarini kamaytirish uchun JavaScript dvigatellari yashirin sinflardan (shuningdek, shakllar yoki xaritalar deb ham ataladi) foydalanadi. Yashirin sinf obyektning tuzilishini – uning xususiyatlarining turlari va ofsetlarini tavsiflaydi. Har bir xususiyatga murojaat qilish uchun sekin lug'at qidiruvini amalga oshirish o'rniga, dvigatel xususiyatning xotiradagi joylashuvini tezda aniqlash uchun yashirin sinfdan foydalanishi mumkin.

Ushbu misolni ko'rib chiqing:

            function Point(x, y) {
 this.x = x;
 this.y = y;
}

let p1 = new Point(1, 2);
let p2 = new Point(3, 4);
            

              
                Copy
              
            
          

Birinchi Point obyekti (p1) yaratilganda, JavaScript dvigateli x va y xususiyatlariga ega Point obyektlarining tuzilishini tavsiflovchi yashirin sinf yaratadi. Xuddi shu tuzilish bilan yaratilgan keyingi Point obyektlari (p2 kabi) bir xil yashirin sinfni baham ko'radi. Bu dvigatelga ushbu obyektlarning xususiyatlariga optimallashtirilgan yashirin sinf tuzilmasi yordamida murojaat qilish imkonini beradi.

Yashirin Sinf O'tishlari

Yashirin sinflarning haqiqiy sehri ularning obyekt tuzilishidagi o'zgarishlarni qanday boshqarishida yotadi. Obyektga yangi xususiyat qo'shilganda yoki mavjud xususiyatning turi o'zgartirilganda, obyekt yangi yashirin sinfga o'tadi. Ushbu o'tish jarayoni unumdorlikni saqlab qolish uchun juda muhimdir.

Quyidagi stsenariyni ko'rib chiqing:

            let obj = {};
obj.x = 10; // x xususiyatiga ega yashirin sinfga o'tish
obj.y = 20; // x va y xususiyatlariga ega yashirin sinfga o'tish
obj.z = 30; // x, y, va z xususiyatlariga ega yashirin sinfga o'tish
            

              
                Copy
              
            
          

Yangi xususiyat qo'shadigan har bir qator yashirin sinf o'tishini ishga tushiradi. Dvigatel bu o'tishlarni o'tishlar daraxtini yaratish orqali optimallashtirishga harakat qiladi. Agar bir nechta obyektlarda xususiyat bir xil tartibda qo'shilsa, ushbu obyektlar bir xil yashirin sinf va o'tish yo'lini baham ko'rishi mumkin, bu esa sezilarli unumdorlik o'sishiga olib keladi. Agar obyekt tuzilmasi tez-tez va kutilmaganda o'zgarsa, bu yashirin sinflar fragmentatsiyasiga olib kelishi mumkin, bu esa unumdorlikni pasaytiradi.

Yashirin Sinflar uchun Amaliy Oqibatlar va Optimizatsiya Strategiyalari

• Barcha obyekt xususiyatlarini konstruktorda (yoki obyekt literalida) initsializatsiya qiling. Bu keraksiz yashirin sinf o'tishlarining oldini oladi. Masalan, yuqoridagi `Point` misoli yaxshi optimallashtirilgan.
• Bir turdagi barcha obyektlarda xususiyatlarni bir xil tartibda qo'shing. Izchil xususiyatlar tartibi obyektlarga bir xil yashirin sinflar va o'tish yo'llarini baham ko'rish imkonini beradi.
• Obyekt xususiyatlarini o'chirishdan saqlaning. Xususiyatlarni o'chirish yashirin sinfni bekor qilishi va dvigatelni sekinroq qidiruv usullariga qaytishga majbur qilishi mumkin. Agar xususiyatning yaroqsiz ekanligini ko'rsatish kerak bo'lsa, uni null yoki undefined ga o'rnatishni ko'rib chiqing.
• Obyekt tuzilgandan keyin xususiyatlar qo'shishdan saqlaning (iloji boricha). Bu, ayniqsa, kodingizning unumdorlik uchun muhim qismlarida muhimdir.
• Sinflardan (ES6 va undan keyingilari) foydalanishni ko'rib chiqing. Sinflar odatda yanada tuzilgan obyekt yaratishni rag'batlantiradi, bu esa dvigatelga yashirin sinflarni yanada samaraliroq optimallashtirishga yordam beradi.

Misol: Obyekt Yaratishni Optimizatsiya Qilish

Yomon:

            function createObject() {
 let obj = {};
 if (Math.random() > 0.5) {
 obj.x = 10;
 }
 obj.y = 20;
 return obj;
}

for (let i = 0; i < 1000; i++) {
 createObject();
}
            

              
                Copy
              
            
          

Bunda ba'zi obyektlarda 'x' xususiyati bo'ladi, ba'zilarida esa bo'lmaydi. Bu ko'plab turli yashirin sinflarga olib keladi va fragmentatsiyaga sabab bo'ladi.

Yaxshi:

            function createObject() {
 let obj = { x: undefined, y: 20 };
 if (Math.random() > 0.5) {
 obj.x = 10;
 } 
 return obj;
}

for (let i = 0; i < 1000; i++) {
 createObject();
}
            

              
                Copy
              
            
          

Bu yerda barcha obyektlar 'x' va 'y' xususiyatlari bilan initsializatsiya qilinadi. 'x' xususiyati dastlab noaniq, lekin tuzilma izchil. Bu yashirin sinf o'tishlarini keskin kamaytiradi va unumdorlikni oshiradi.

Inline Keshlashtirish: Xususiyatlarga Murojaatni Optimizatsiya Qilish

Inline Keshlashtirish Nima?

Inline keshlashtirish – bu JavaScript dvigatellari tomonidan takroriy xususiyatlarga murojaatlarni tezlashtirish uchun ishlatiladigan usul. Dvigatel xususiyatlarni qidirish natijalarini to'g'ridan-to'g'ri kodning o'zida keshlaydi (shuning uchun "inline"). Bu bir xil xususiyatga keyingi murojaatlarda sekinroq qidiruv jarayonini chetlab o'tishga va qiymatni to'g'ridan-to'g'ri keshdan olishga imkon beradi.

Xususiyatga birinchi marta murojaat qilinganda, dvigatel to'liq qidiruvni amalga oshiradi, xususiyatning xotiradagi joylashuvini aniqlaydi va bu ma'lumotni inline keshda saqlaydi. Bir xil xususiyatga keyingi murojaatlar avval keshni tekshiradi. Agar keshda yaroqli ma'lumot bo'lsa, dvigatel qiymatni to'g'ridan-to'g'ri xotiradan olishi mumkin, bu esa yana bir to'liq qidiruv xarajatlarini oldini oladi.

Inline keshlashtirish, ayniqsa, sikllar ichida yoki tez-tez bajariladigan funksiyalardagi xususiyatlarga murojaat qilganda samaralidir.

Inline Keshlashtirish Qanday Ishlaydi

Inline keshlashtirish yashirin sinflarning barqarorligidan foydalanadi. Xususiyatga murojaat qilinganda, dvigatel nafaqat xususiyatning xotiradagi joylashuvini keshlaydi, balki obyektning yashirin sinfi o'zgarmaganligini ham tekshiradi. Agar yashirin sinf hali ham yaroqli bo'lsa, keshdagi ma'lumot ishlatiladi. Agar yashirin sinf o'zgargan bo'lsa (xususiyat qo'shilishi, o'chirilishi yoki uning turini o'zgarishi tufayli), kesh bekor qilinadi va yangi qidiruv amalga oshiriladi.

Bu jarayonni quyidagi qadamlarga soddalashtirish mumkin:

1. Xususiyatga murojaat qilishga uriniladi (masalan, obj.x).
2. Dvigatel joriy kod joylashuvida ushbu xususiyatga murojaat uchun inline kesh mavjudligini tekshiradi.
3. Agar kesh mavjud bo'lsa, dvigatel obyektning joriy yashirin sinfi keshda saqlangan yashirin sinfga mos kelishini tekshiradi.
4. Agar yashirin sinflar mos kelsa, keshdagi xotira ofseti xususiyatning qiymatini to'g'ridan-to'g'ri olish uchun ishlatiladi.
5. Agar kesh mavjud bo'lmasa yoki yashirin sinflar mos kelmasa, to'liq xususiyat qidiruvi amalga oshiriladi. Natijalar (xotira ofseti va yashirin sinf) kelajakda foydalanish uchun inline keshda saqlanadi.

Inline Keshlashtirish uchun Optimizatsiya Strategiyalari

• Barqaror obyekt shakllarini saqlang (yashirin sinflardan samarali foydalaning). Inline keshlar murojaat qilinayotgan obyektning yashirin sinfi doimiy qolganda eng samarali bo'ladi. Yuqoridagi yashirin sinflarni optimallashtirish strategiyalariga rioya qilish (izchil xususiyatlar tartibi, xususiyatlarni o'chirishdan saqlanish va hokazo) inline keshlashtirishning afzalliklarini maksimal darajada oshirish uchun juda muhimdir.
• Polimorfik funksiyalardan saqlaning. Polimorfik funksiya – bu turli shakldagi (ya'ni, turli yashirin sinflarga ega) obyektlar bilan ishlaydigan funksiyadir. Polimorfik funksiyalar kesh xatolariga va unumdorlikning pasayishiga olib kelishi mumkin.
• Monomorfik funksiyalarni afzal ko'ring. Monomorfik funksiya har doim bir xil shakldagi obyektlar bilan ishlaydi. Bu dvigatelga inline keshlashtirishdan samarali foydalanishga va optimal unumdorlikka erishishga imkon beradi.

Misol: Polimorfizm va Monomorfizm

Polimorfik (Yomon):

            function logProperty(obj, propertyName) {
 console.log(obj[propertyName]);
}

let obj1 = { x: 10, y: 20 };
let obj2 = { a: "hello", b: "world" };

logProperty(obj1, "x");
logProperty(obj2, "a");
            

              
                Copy
              
            
          

Ushbu misolda logProperty funksiyasi turli shakllarga (turli xususiyat nomlariga) ega bo'lgan ikkita obyekt bilan chaqiriladi. Bu dvigatelning inline keshlashtirish yordamida xususiyatga murojaatni optimallashtirishini qiyinlashtiradi.

Monomorfik (Yaxshi):

            function logX(obj) {
 console.log(obj.x);
}

let obj1 = { x: 10, y: 20 };
let obj2 = { x: 30, z: 40 };

logX(obj1);
logX(obj2);
            

              
                Copy
              
            
          

Bu yerda `logX` funksiyasi maxsus `x` xususiyatiga murojaat qilish uchun mo'ljallangan. Garchi `obj1` va `obj2` obyektlarida boshqa xususiyatlar bo'lsa-da, funksiya faqat `x` xususiyatiga e'tibor qaratadi. Bu dvigatelga `obj.x` ga murojaatni samarali keshlashtirish imkonini beradi.

Haqiqiy Dunyo Misollari va Xalqaro Jihatlar

Yashirin sinflar va inline keshlashtirish tamoyillari dastur yoki geografik joylashuvdan qat'i nazar universal qo'llaniladi. Biroq, bu optimallashtirishlarning ta'siri JavaScript kodining murakkabligi va maqsadli platformaga qarab farq qilishi mumkin. Quyidagi stsenariylarni ko'rib chiqing:

• Elektron tijorat veb-saytlari: Katta hajmdagi ma'lumotlar (mahsulot kataloglari, foydalanuvchi profillari, xarid savatlari) bilan ishlaydigan veb-saytlar optimallashtirilgan obyekt yaratish va xususiyatlarga murojaat qilishdan sezilarli darajada foyda ko'rishi mumkin. Global mijozlar bazasiga ega onlayn chakana sotuvchini tasavvur qiling. Samarali JavaScript kodi foydalanuvchining joylashuvi yoki qurilmasidan qat'i nazar, silliq va sezgir foydalanuvchi tajribasini ta'minlash uchun juda muhimdir. Masalan, mahsulot tafsilotlarini rasmlar, tavsiflar va narxlar bilan tezda ko'rsatish, JavaScript dvigatelining unumdorlik muammolaridan qochishi uchun yaxshi optimallashtirilgan kodni talab qiladi.
• Bir sahifali ilovalar (SPA): Dinamik kontentni render qilish va foydalanuvchi o'zaro ta'sirlarini boshqarish uchun JavaScript'ga qattiq bog'liq bo'lgan SPA'lar unumdorlik muammolariga ayniqsa sezgir. Global kompaniyalar ichki boshqaruv panellari va mijozlarga mo'ljallangan ilovalar uchun SPA'lardan foydalanadilar. JavaScript kodini optimallashtirish, foydalanuvchining tarmoq ulanishi yoki qurilma imkoniyatlaridan qat'i nazar, ushbu ilovalarning silliq va samarali ishlashini ta'minlaydi.
• Mobil ilovalar: Mobil qurilmalar ko'pincha ish stoli kompyuterlariga qaraganda cheklangan ishlov berish quvvati va xotiraga ega. JavaScript kodini optimallashtirish veb-ilovalar va gibrid mobil ilovalarning keng doiradagi mobil qurilmalarda, shu jumladan eski modellar va cheklangan resurslarga ega qurilmalarda yaxshi ishlashini ta'minlash uchun juda muhimdir. Eski, kam quvvatli qurilmalar keng tarqalgan rivojlanayotgan bozorlarni ko'rib chiqing.
• Moliyaviy ilovalar: Murakkab hisob-kitoblarni amalga oshiradigan yoki nozik ma'lumotlar bilan ishlaydigan ilovalar yuqori darajadagi unumdorlik va xavfsizlikni talab qiladi. JavaScript kodini optimallashtirish ushbu ilovalarning samarali va xavfsiz ishlashini ta'minlashga yordam beradi, unumdorlik muammolari yoki xavfsizlik zaifliklari xavfini kamaytiradi. Haqiqiy vaqtdagi birja kotirovkalari yoki savdo platformalari zudlik bilan javob berishni talab qiladi.

Ushbu misollar global auditoriya ehtiyojlarini qondiradigan yuqori unumli ilovalarni yaratish uchun JavaScript dvigatelini optimallashtirish usullarini tushunish muhimligini ta'kidlaydi. Sanoat yoki geografik joylashuvdan qat'i nazar, JavaScript kodini optimallashtirish foydalanuvchi tajribasi, resurslardan foydalanish va umumiy dastur unumdorligida sezilarli yaxshilanishlarga olib kelishi mumkin.

JavaScript Unumdorligini Tahlil Qilish uchun Asboblar

JavaScript kodingizning unumdorligini tahlil qilish va optimallashtirish uchun joylarni aniqlashga yordam beradigan bir nechta asboblar mavjud:

• Chrome DevTools: Chrome DevTools JavaScript kodini profillash, xotiradan foydalanishni tahlil qilish va unumdorlik muammolarini aniqlash uchun keng qamrovli asboblar to'plamini taqdim etadi. "Performance" yorlig'i sizga ilovangizning bajarilish vaqt jadvalini yozib olish va turli funksiyalarda sarflangan vaqtni vizualizatsiya qilish imkonini beradi.
• Firefox Developer Tools: Chrome DevTools'ga o'xshab, Firefox Developer Tools ham JavaScript kodini disk raskadrovka qilish va profillash uchun bir qator asboblarni taklif etadi. "Profiler" yorlig'i sizga unumdorlik profilini yozib olish va eng ko'p vaqt sarflayotgan funksiyalarni aniqlash imkonini beradi.
• Node.js Profiler: Node.js server tomonidagi JavaScript kodingizning unumdorligini tahlil qilish imkonini beruvchi o'rnatilgan profillash imkoniyatlarini taqdim etadi. --prof bayrog'i node-inspector yoki v8-profiler kabi asboblar yordamida tahlil qilinishi mumkin bo'lgan unumdorlik profilini yaratish uchun ishlatilishi mumkin.
• Lighthouse: Lighthouse veb-sahifalarning unumdorligi, foydalanish imkoniyati, progressiv veb-ilova imkoniyatlari va SEO'sini tekshiradigan ochiq manbali vositadir. U veb-saytingizning umumiy sifatini yaxshilash bo'yicha tavsiyalar bilan batafsil hisobotlarni taqdim etadi.

Ushbu vositalardan foydalanib, siz JavaScript kodingizning unumdorlik xususiyatlari haqida qimmatli ma'lumotlarga ega bo'lishingiz va optimallashtirish harakatlari eng katta ta'sir ko'rsatishi mumkin bo'lgan sohalarni aniqlashingiz mumkin.

Xulosa

Yashirin sinflar va inline keshlashtirishni tushunish yuqori unumli JavaScript kodini yozish uchun zarurdir. Ushbu maqolada bayon etilgan optimallashtirish strategiyalariga rioya qilish orqali siz kodingizning samaradorligini sezilarli darajada oshirishingiz va global auditoriyangizga yaxshiroq foydalanuvchi tajribasini taqdim etishingiz mumkin. Barqaror obyekt shakllarini yaratishga, polimorfik funksiyalardan qochishga va unumdorlik muammolarini aniqlash va hal qilish uchun mavjud profillash vositalaridan foydalanishga e'tibor qaratishni unutmang. JavaScript dvigatellari doimiy ravishda yangi optimallashtirish usullari bilan rivojlanib borayotgan bo'lsa-da, yashirin sinflar va inline keshlashtirish tamoyillari tez va samarali JavaScript ilovalarini yozish uchun fundamental bo'lib qoladi.