V8 8.0 JavaScript引擎降低堆内存40%，添加语言特性Optional Chaining和Null Coalescing

Google最新发布了V8 JavaScript引擎V8 8.0，其中使用压缩指针（pointer compression）技术，在不影响性能的情况下实现堆内存占用降低了40%。此外，V8 8.0添加了支持“可选链”（optional chaining）的操作符?.，以及支持“空合并”（nullish coalescence）的双问号操作符??。V8 v8.0将正式提供在Chrome 80版本中。

据V8核心成员Leszek Świrski介绍，V8 v8.0对JavaScript标签值（tagged value）做了压缩处理。标签值用于表示指向堆或小整数的指针。对于64位CPU，V8指针并未使用整个64位字节表示，而是仅使用了其中的低位字节，高位字节通过算法合成。V8团队在文档中详细阐述了指针压缩算法，该算法参考了Java等平台目前在用的技术。在InfoQ的访谈中，Świrski阐明V8 v8.0中使用的内存压缩算法去除了内存地址的头32位，强制“压缩”指针到4GB空间中，所有“压缩”指针构成4GB空间内的相对偏移量。在计算完全指针地址时，需要在压缩指针地址上添加基础偏移量。Świrski补充说明，团队计划结合使用多字节字对齐和地址层位偏移的方式，将压缩的堆规模扩展到4GB以外的空间。其算法的基本理念是将内存地址逻辑上组织到多字节字（word）而非字节中。例如，如果使用8字节的字，那么只需将地址表示为从0、7、15、23等开始，因此能够实现地址空间扩展到23*232字节。

V8团队特别指出，压缩指针向全指针的转换本身是非常高速的操作，因此压缩指针技术并未引入额外的性能代价。而另一方面的额外收益是，经压缩的指针使得V8垃圾回收机制更为高效。初步基准测试表明，在Facebook、CNN、Google Maps等网站的实践应用中，V8 v8.0无论是在移动端还是在桌面设备端都表现得更为快速。

从JavaScript语言方面看，V8 v8.0引入了对“可选链”（optional chaining）和“空合并”（nullish coalescence）两种有用语言特性的支持。

可选链技术意在简化属性值的依次访问运算。由于一些中间对象是null或undefined，运算存在抛出异常的风险。例如，在下面的代码中，为避免发生上述问题，需预先检查所有需访问的中间属性是经过良好定义的：

if (resource && resource.address && resource.address.types)  return resource.address.types.length

使用可选链操作符?.，该代码可替换为如下代码。其中确保了一旦中间组件出现null或undefined等问题，整体表达式立刻做出短路处理：

return resource?.address?.types?.length

对于空合并操作符??，在如下代码的使用场景中，进一步优化了操作符||：

let iterations = settings.iterations || 4;

||操作符的不足之处在于，上面的代码中，当所需设置的settings.iterations取值为false（即settings.iterations == 0）时，不能使用||操作符。运算最终依然得到默认值，即4。空合并操作符??将会正确处理这类问题。例如：

let iterations = settings.iterations ?? 4;

上例中，a是null或undefined时，运算a ?? b取值为b，否则取值为a。

V8 v8.0目前依然尚未形成V8稳定发行版，计划在数周后发布在Chrome 80稳定版中。开发人员可使用git checkout -b 8.0 -t branch-heads/8.0命令获取该版本。

2019年12月23日更新：添加了Leszek Świrski对V8中实际采用的指针压缩算法的阐述。

原文链接：

V8 JavaScript Engine 8.0 Reduces Heap by 40%, Adds Optional Chaining and Null Coalescing