正式開始前需要聲明,本文并不是要講解 JavaScript 數(shù)組基礎(chǔ)知識,也不會涉及語法和使用案例。本文講得更多的是內(nèi)存、優(yōu)化、語法差異、性能、近來的演進。
在什邡等地區(qū),都構(gòu)建了全面的區(qū)域性戰(zhàn)略布局,加強發(fā)展的系統(tǒng)性、市場前瞻性、產(chǎn)品創(chuàng)新能力,以專注、極致的服務(wù)理念,為客戶提供做網(wǎng)站、成都網(wǎng)站建設(shè) 網(wǎng)站設(shè)計制作按需設(shè)計網(wǎng)站,公司網(wǎng)站建設(shè),企業(yè)網(wǎng)站建設(shè),成都品牌網(wǎng)站建設(shè),營銷型網(wǎng)站建設(shè),外貿(mào)網(wǎng)站建設(shè),什邡網(wǎng)站建設(shè)費用合理。
在使用 JavaScript 前,我對 C、C++、C# 這些已經(jīng)頗為熟悉。與許多 C/C++ 開發(fā)者一樣,JavaScript 給我的第一印象并不好。
Array 是主要原因之一。JavaScript 數(shù)組不是連續(xù)(contiguous)的,其實現(xiàn)類似哈希映射(hash-maps)或字典(dictionaries)。我覺得這有點像是一門 B 級語言,數(shù)組實現(xiàn)根本不恰當。自那以后,JavaScript 和我對它的理解都發(fā)生了變化,很多變化。
為什么說 JavaScript 數(shù)組不是真正的數(shù)組
在聊 JavaScript 之前,先講講 Array 是什么。
數(shù)組是一串連續(xù)的內(nèi)存位置,用來保存某些值。注意重點,“連續(xù)”(continuous,或 contiguous),這很重要。
上圖展示了數(shù)組在內(nèi)存中存儲方式。這個數(shù)組保存了 4 個元素,每個元素 4 字節(jié)。加起來總共占用了 16 字節(jié)的內(nèi)存區(qū)。
假設(shè)我們聲明了 tinyInt arr[4];,分配到的內(nèi)存區(qū)的地址從 1201 開始。一旦需要讀取 arr[2],只需要通過數(shù)學計算拿到 arr[2] 的地址即可。計算 1201 + (2 X 4),直接從 1209 開始讀取即可。
JavaScript 中的數(shù)據(jù)是哈希映射,可以使用不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn),如鏈表。所以,如果在 JavaScript 中聲明一個數(shù)組 var arr = new Array(4),計算機將生成類似上圖的結(jié)構(gòu)。如果程序需要讀取 arr[2],則需要從 1201 開始遍歷尋址。
以上急速 JavaScript 數(shù)組與真實數(shù)組的不同之處。顯而易見,數(shù)學計算比遍歷鏈表快。就長數(shù)組而言,情況尤其如此。
JavaScript 數(shù)組的進化
不知你是否記得我們對朋友入手的 256MB 內(nèi)存的電腦羨慕得要死的日子?而今天,8GB 內(nèi)存遍地都是。
與此類似,JavaScript 這門語言也進化了不少。從 V8、SpiderMonkey 到 TC39 和與日俱增的 Web 用戶,巨大的努力已經(jīng)使 JavaScript 成為世界級必需品。一旦有了龐大的用戶基礎(chǔ),性能提升自然是硬需求。
實際上,現(xiàn)代 JavaScript 引擎是會給數(shù)組分配連續(xù)內(nèi)存的 —— 如果數(shù)組是同質(zhì)的(所有元素類型相同)。優(yōu)秀的程序員總會保證數(shù)組同質(zhì),以便 JIT(即時編譯器)能夠使用 c 編譯器式的計算方法讀取元素。
不過,一旦你想要在某個同質(zhì)數(shù)組中插入一個其他類型的元素,JIT 將解構(gòu)整個數(shù)組,并按照舊有的方式重新創(chuàng)建。
因此,如果你的代碼寫得不太糟,JavaScript Array 對象在幕后依然保持著真正的數(shù)組形式,這對現(xiàn)代 JS 開發(fā)者來說極為重要。
此外,數(shù)組跟隨 ES2015/ES6 有了更多的演進。TC39 決定引入類型化數(shù)組(Typed Arrays),于是我們就有了 ArrayBuffer。
ArrayBuffer 提供一塊連續(xù)內(nèi)存供我們隨意操作。然而,直接操作內(nèi)存還是太復(fù)雜、偏底層。于是便有了處理 ArrayBuffer 的視圖(View)。目前已有一些可用視圖,未來還會有更多加入。
var buffer = new ArrayBuffer(8); var view = new Int32Array(buffer); view[0] = 100;
了解更多關(guān)于類型化數(shù)組(Typed Arrays)的知識,請訪問 MDN 文檔。
高性能、高效率的類型化數(shù)組在 WebGL 之后被引入。WebGL 工作者遇到了極大的性能問題,即如何高效處理二進制數(shù)據(jù)。另外,你也可以使用 SharedArrayBuffer 在多個 Web Worker 進程之間共享數(shù)據(jù),以提升性能。
從簡單的哈希映射到現(xiàn)在的 SharedArrayBuffer,這相當棒吧?
舊式數(shù)組 vs 類型化數(shù)組:性能
前面已經(jīng)討論了 JavaScript 數(shù)組的演進,現(xiàn)在來測試現(xiàn)代數(shù)組到底能給我們帶來多大收益。下面是我在 Mac 上使用 Node.js 8.4.0 進行的一些微型測試結(jié)果。
舊式數(shù)組:插入
var LIMIT = 10000000; var arr = new Array(LIMIT); console.time("Array insertion time"); for (var i = 0; i < LIMIT; i++) { arr[i] = i; } console.timeEnd("Array insertion time");
用時:55ms
Typed Array:插入 var LIMIT = 10000000; var buffer = new ArrayBuffer(LIMIT * 4); var arr = new Int32Array(buffer); console.time("ArrayBuffer insertion time"); for (var i = 0; i < LIMIT; i++) { arr[i] = i; } console.timeEnd("ArrayBuffer insertion time");
用時:52ms
擦,我看到了什么?舊式數(shù)組和 ArrayBuffer 的性能不相上下?不不不。請記住,前面提到過,現(xiàn)代編譯器已經(jīng)智能化,能夠?qū)⒃仡愋拖嗤膫鹘y(tǒng)數(shù)組在內(nèi)部轉(zhuǎn)換成內(nèi)存連續(xù)的數(shù)組。第一個例子正是如此。盡管使用了 new Array(LIMIT),數(shù)組實際依然以現(xiàn)代數(shù)組形式存在。
接著修改第一例子,將數(shù)組改成異構(gòu)型(元素類型不完全一致)的,來看看是否存在性能差異。
舊式數(shù)組:插入(異構(gòu)) var LIMIT = 10000000; var arr = new Array(LIMIT); arr.push({a: 22}); console.time("Array insertion time"); for (var i = 0; i < LIMIT; i++) { arr[i] = i; } console.timeEnd("Array insertion time");
用時:1207ms
改變發(fā)生在第 3 行,添加一條語句,將數(shù)組變?yōu)楫悩?gòu)類型。其余代碼保持不變。性能差異表現(xiàn)出來了,慢了 22 倍。
舊式數(shù)組:讀取
var LIMIT = 10000000; var arr = new Array(LIMIT); arr.push({a: 22}); for (var i = 0; i < LIMIT; i++) { arr[i] = i; } var p; console.time("Array read time"); for (var i = 0; i < LIMIT; i++) { //arr[i] = i; p = arr[i]; } console.timeEnd("Array read time");
用時:196ms
Typed Array:讀取 var LIMIT = 10000000; var buffer = new ArrayBuffer(LIMIT * 4); var arr = new Int32Array(buffer); console.time("ArrayBuffer insertion time"); for (var i = 0; i < LIMIT; i++) { arr[i] = i; } console.time("ArrayBuffer read time"); for (var i = 0; i < LIMIT; i++) { var p = arr[i]; } console.timeEnd("ArrayBuffer read time");
用時:27ms
結(jié)論
類型化數(shù)組的引入是 JavaScript 發(fā)展歷程中的一大步。Int8Array,Uint8Array,Uint8ClampedArray,Int16Array,Uint16Array,Int32Array,Uint32Array,F(xiàn)loat32Array,F(xiàn)loat64Array,這些是類型化數(shù)組視圖,使用原生字節(jié)序(與本機相同)。我們還可以使用 DataView 創(chuàng)建自定義視圖窗口。希望未來會有更多幫助我們輕松操作 ArrayBuffer 的 DataView 庫。
JavaScript 數(shù)組的演進非常 nice?,F(xiàn)在它們速度快、效率高、健壯,在內(nèi)存分配時也足夠智能。
總結(jié)
以上所述是小編給大家介紹的JavaScript 數(shù)組的進化與性能分析,希望對大家有所幫助,如果大家有任何疑問請給我留言,小編會及時回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站的支持!