本文主要就下面三块内容展开

• 栈和堆空间

• 垃圾回收

• 解释器和编译器

一.栈空间和堆空间

先回顾下基本知识

1.静态语言就是强类型？二者的关系

(1-1)静态语言， 使用前 要确定数据类型
(1-2)动态语言， 运行中 检查数据类型；
(2-1)弱类型语言，支持隐式类型转换
(2-2)强类型，不支持 隐式转换；
C是静态语言，但是它支持隐式转换，是弱类型

2.JS的内存空间

(1)分三块，代码空间，栈stack空间，堆heap空间；
(2) 原始 类型的数据值都是直接保存在“栈”中的， 引用 类型的值是存放在“堆”中的
栈空间比较小，堆空间比较大；

(3)为什么不放在一起？
放在一起，会影响执行上下文切换和执行效率；
(4)闭包的内存模型，Closure
比如下面这段代码，foo中有个闭包对象，有两个属性值 myName和test1，存到堆中；

1234567891011121314

function foo() {  var myName = "悬笔e绝"  let test1 = 1  const test2 = 2  var innerBar = {    setName:function(newName){ myName = newName },    getName:function(){ console.log(test1); return myName }  }  return innerBar}var bar = foo()bar.setName("张三")bar.getName()console.log(bar.getName())

执行到foo 函数中“return innerBar” 的调用栈情况，如下图

二.垃圾回收机制

1.常用的垃圾回收机制如下：

1-1.标记清除法；

给存储在内存中的变量都加上标记，判断哪些变量没有在执行环境中引用，进行删除；

1-2.引用计数法；

(1)跟踪记录每个值被引用的次数
(2)当声明变量并将一个引用类型的值赋值给该变量时，则这个值的引用次数加1，
(3)同一值被赋予另一个变量，该值的引用计数加1 。
(4)当引用该值的变量被另一个值所取代，则引用计数减1，
(5)当计数为 0 的时候，说明无法在访问这个值了，系统将会收回该值所占用的内存空间。

缺点 ：循环引用的时候，引用次数不为0，不会被释放；

调用栈中的数据的GC

1.调用栈还有一个记录当前执行状态的 指针 (称为 ESP)
JS引擎通过下移ESP指针来销毁 栈顶 某个执行上下文的过程。
如下图，上面按个已经是无效的，有新的会直接覆盖；

堆空间中数据的GC

1.代际假说和分代收集~新生代，老生代；

(0)提高垃圾回收的效率，V8将堆分为 新生代 和 老生代 两个部分，
(1)其中新生代为存活时间较短的对象(需要经常进行垃圾回收)，内存占用小，GC频繁；
只支持1-8M容量；使用副垃圾回收器；
(2)而老生代为存活时间较长的对象(垃圾回收的频率较低)，内存占用多，GC不频繁；
使用主垃圾回收器；

2.新生代的GC算法

新生代的对象通过 Scavenge 算法进行GC。在 Scavenge 的具体实现中，主要采用了 Cheney 算法。
(1)Cheney 算法是一种采用 停止复制(stop-copy) 的方式实现的垃圾回收算法。
(2)它将堆内存一分为二，每一部分空间成为 semispace-半空间。
(3)在这两个 semispace 空间中，只有一个处于使用中，另一个处于闲置中。
(4)处于使用中的 semispace 空间成为 From 对象空间，处于闲置状态的空间成为 To 空闲空间。
(5)当我们分配对象时，先是在 From 空间中进行分配。当开始进行垃圾回收时，会检查 From 空间中的存活对象，这些存活对象将被复制到 To 空间中，同时还会将这些对象有序的排列起来~~相当于内存整理，所以没有内存碎片，而非存活对象占用的空间将被释放。
完成复制后，From空间和To空间的角色发生对换。
(6)Scavenge 是典型的 空间换取时间 的算法，而且复制需要时间成本，无法大规模地应用到所有的垃圾回收中，但非常适合应用在新生代中进行快速频繁清理。

3.对象晋升策略

(1)对象从新生代中移动到老生代中的过程称为晋升。
(2)晋升条件主要有两个：
(1)对象是否经历过 两次 Scavenge 回收都未清除，则移动到老生代
(2)To 空间已经使用超过 25% ，To 空间对象移动到老生代
因为这次 Scavenge 回收完成后，这个 To 空间将变成 From 空间，接下来的内存分配将在这个空间中进行，如果占比过高，会影响后续的内存分配

4.写屏障

写缓冲区中有一个列表(CrossRefList)，列表中记录了所有老生区对象指向新生区的情况
这样可以快速找到指向新生代该对象的老生代对象，根据他是否活跃，来清理这个新生代对象；

5.老生代的GC

(1)老生代的内存空间较大且存活对象较多，使用新生代的Scavenge 复制算法，会耗费很多时间，效率不高；而且还会浪费一半的空间；
(2)为此V8使用了 标记-清除算法 (Mark-Sweep) 进行垃圾回收，并使用 标记-压缩算法 (Mark-Compact) 整理内存碎片，提高内存的利用率。步骤如下：

1) 对老生代进行第一遍扫描，标记存活的对象
从一组根元素开始，递归遍历这组根元素，在这个遍历过程中，能到达的元素称为活动对象，没有到达的元素就可以判断为垃圾数据；
2) 对老生代进行第二次扫描，清除未被标记的对象

3) 标记-整理算法，标记阶段一样是递归遍历元素，整理阶段是将存活对象往内存的一端移动

4) 清除掉存活对象边界外的内存
注意，不管哪种，整理内存后只要地址有变化，需要及时更新到调用栈的；

6.全停顿Stop-The-World

(1)JavaScript 是运行在主线程之上的，一旦执行垃圾回收算法，都需要将正在执行的 JavaScript 脚本暂停下来，待垃圾回收完毕后再恢复脚本执行。我们把这种行为叫做全停顿(Stop-The-World)；
(2)新生代因为内存小，活动对象少，全停顿影响不大，但是老生代可能会造成卡顿明显；
(3)解决办法~ 增量标记算法Incremental Marking
V8 将标记过程分为一个个的子标记过程，同时让垃圾回收标记和 JavaScript 应用逻辑交替进行，直到标记阶段完成；

三.编译器和解释器

1.编译器Compiler和解释器Interpreter

按语言的执行流程，可以把语言划分为编译型语言和解释型语言。

1-1.编译型语言

在程序执行之前，需要经过编译器的编译过程，并且编译之后会直接保留机器能读懂的二进制文件，这样每次运行程序时，都可以直接运行该二进制文件，而不需要再次重新编译了。比如 C/C++、GO 等都是编译型语言。

1-2.解释型语言

在每次运行时都需要通过解释器对程序进行动态解释和执行。比如 Python、JavaScript 等都属于解释型语言。

2.V8执行一段代码流程图

2-1.生成抽象语法树(AST)和执行上下文

2-1-1.AST

(1)编译器或解释器，他们不理解高级语言，只可以理解AST；
(2)简单demo，在线AST网站
https://resources.jointjs.com/demos/javascript-ast
(3)可以把 AST 看成代码的结构化表示；
(4)应用非常广泛
1)Babel：
Babel 的工作原理就是先将 ES6 源码转换为 AST，然后再将 ES6 语法的 AST 转换为 ES5 语法的 AST，最后利用 ES5 的 AST 生成 JavaScript 源代码；
2)ESLint：
利用 AST 来检查代码规范化的问题。

2-1-2.AST生成过程

(1)分词 tokenize ，或词法分析
将一行行的源码拆解成一个个 token。
token，指的是语法上不可能再分的、最小的单个字符或字符串；
比如:

1

var myName = "悬笔e绝";

关键字“var” ~ keyword、
标识符“myName” ~ identifier、
赋值运算符“=” ~ assignment、
字符串“悬笔e绝” ~ Literal
四个都是 token，而且它们代表的属性还不一样；

(2)解释 parse ，或语法分析
上一步生成的 token 数据，根据语法规则转为 AST。如果源码符合语法规则，这一步就会顺利完成。但如果源码存在语法错误，这一步就会终止，并抛出一个“语法错误”。

2-1-3.执行上下文

前面介绍过，主要是代码在执行过程中的环境信息

2-2.生成字节码

(1)解释器Ignition
根据AST生成 字节码 ，并解释执行字节码；
(2)历史，一开始直接把AST转成机器码，
效率性能很高，但是机器码占用内存很大，小内存手机上内存占用问题明显，
V8团队画了快4年时间，引入字节码，抛弃编译器，才有现在的架构；
(3)字节码
字节码就是介于 AST 和机器码之间的一种代码。但是与特定类型的机器码无关，字节码需要通过解释器将其转换为机器码后才能执行。

2-3.执行代码

(1)如果有一段第一次执行的字节码，解释器 Ignition 会逐条解释执行。
解释器 Ignition 除了负责生成字节码之外，还有一个作用，就是解释执行字节码。
(2)在 Ignition 执行字节码的过程中，如果发现有 热点代码(HotSpot) ，比如一段代码被重复执行多次，这种就称为热点代码，后台的编译器 TurboFan 就会把它编译为高效的 机器码 ，然后当再次执行这段被优化的代码时，只需要执行编译后的机器码就可以了，这样就大大提升了代码的执行效率。
(3)V8 的解释器和编译器的取名
解释器Ignition ~ 点火器；
编译器TurboFan ~ 涡轮增压发动机；
寓意着代码启动时通过点火器慢慢发动，一旦启动，涡轮增压介入，其执行效率随着执行时间越来越高效率;
(4)即时编译 JIT
字节码配合解释器和编译器的技术；
Java 和 Python 的虚拟机，苹果的 SquirrelFish Extreme 和 Mozilla 的 SpiderMonkey 也是基于JIT这个技术；

3.V8做的性能优化措施

(1)脚本流
一边下载，一边解析，节省时间；
(2)字节码缓存
访问同一个页面时直接复用之前的字节码，不再重新编译生成；
(3)内联
将主函数中调用的函数，直接换成要执行的语句；加快执行速度；
(4)隐藏类
通过隐藏类快速定位到动态加入的属性；注意：动态加入的属性顺序不一样，会造成生成不同的隐藏类，我们动态赋值同一个构造函数对象的时候，尽量保证顺序也是一致的。
(5)JIT即时编译，将热点代码编译成机器码
执行越久，越多的代码编译成机器码，速度越快；
常用的函数传入的类型保持固定。并且对象的属性越稳定，越有利于性能。

总结

这篇只是V8引擎的入门介绍，关于V8的其他知识，后续会补充其他的文章
未完待续……