JavaScript에서 객체 / 배열의 성능은 무엇입니까? (특히 Google V8의 경우)

JavaScript (특히 Google V8)의 배열 및 객체와 관련된 성능은 문서화하기에 매우 흥미로울 것입니다. 이 주제에 대한 포괄적 인 기사는 인터넷 어디에도 없습니다.

일부 개체는 클래스를 기본 데이터 구조로 사용한다는 것을 이해합니다. 속성이 많은 경우 때때로 해시 테이블로 취급됩니까?

나는 또한 배열이 때때로 C ++ 배열처럼 취급된다는 것을 이해합니다 (즉, 빠른 임의 인덱싱, 느린 삭제 및 크기 조정). 그리고 다른 경우에는 객체 (빠른 인덱싱, 빠른 삽입 / 제거, 더 많은 메모리)처럼 취급됩니다. 그리고 때로는 연결 목록으로 저장 될 수 있습니다 (예 : 느린 임의 인덱싱, 시작 / 끝에서 빠른 제거 / 삽입).

JavaScript에서 배열 / 객체 검색 및 조작의 정확한 성능은 무엇입니까? (특히 Google V8의 경우)

더 구체적으로 말하면, 성능에 미치는 영향 :

• 객체에 속성 추가
• 개체에서 속성 제거
• 객체에서 속성 인덱싱
• 배열에 항목 추가
• 배열에서 항목 제거
• 배열의 항목 인덱싱
• Array.pop () 호출
• Array.push () 호출
• Array.shift () 호출
• Array.unshift () 호출
• Array.slice () 호출

자세한 내용은 기사 또는 링크도 감사하겠습니다. :)

편집 : JavaScript 배열과 객체가 어떻게 작동하는지 정말 궁금합니다. 또한 V8 엔진이 다른 데이터 구조로 "전환"하는 것을 "알고있는" 컨텍스트 는 무엇 입니까?

예를 들어 다음을 사용하여 배열을 생성한다고 가정합니다.

var arr = [];
arr[10000000] = 20;
arr.push(21);

여기서 정말 무슨 일이 일어나고 있습니까?

아니면 ... 이건 어때 ... ???

var arr = [];
//Add lots of items
for(var i = 0; i < 1000000; i++)
    arr[i] = Math.random();
//Now I use it like a queue...
for(var i = 0; i < arr.length; i++)
{
    var item = arr[i].shift();
    //Do something with item...
}

기존 어레이의 경우 성능이 끔찍합니다. 반면 LinkedList가 사용 되었다면 ... 그렇게 나쁘지는 않습니다.

필자 는 이러한 문제 (및 그 이상)를 정확하게 탐색하기 위해 테스트 스위트를 만들었습니다 ( 아카이브 사본 ).

그런 의미에서 50 개 이상의 테스트 케이스 테스터에서 성능 문제를 볼 수 있습니다 (시간이 오래 걸립니다).

또한 이름에서 알 수 있듯이 DOM 구조의 기본 연결 목록 특성을 사용하는 사용법을 탐색합니다.

(현재 다운, 재 구축 중) 이에 관한 내 블로그에 대한 자세한 내용은 .

요약은 다음과 같습니다.

• V8 스토리지는 빠르고 매우 빠름
• 어레이 푸시 / 팝 / 시프트는 동등한 객체보다 약 20 배 이상 빠릅니다.
• 놀랍게도 Array.shift() 어레이 팝보다 약 6 배 빠르지 만 객체 속성 삭제보다 약 100 배 빠릅니다.
• 재미있게도 거의 20 (동적 배열)에서 10 (고정 배열) 시간 Array.push( data );보다 빠릅니다 Array[nextIndex] = data.
• Array.unshift(data) 예상대로 느리고 새 속성을 추가하는 것보다 약 5 배 느립니다.
• 값을 Null하는 array[index] = null것이 삭제하는 것보다 빠릅니다.delete array[index] 배열에서 (정의되지 않음) 약 4x ++ 더 빠릅니다.
• 놀랍게도 객체의 값을 Null obj[attr] = null하면 속성을 삭제하는 것보다 약 2 배 더 느립니다.delete obj[attr]
• 당연히 중간 어레이 Array.splice(index,0,data) 는 느리고 매우 느립니다.
• 놀랍게도 Array.splice(index,1,data)최적화되었으며 (길이 변경 없음) 스플 라이스보다 100 배 빠릅니다.Array.splice(index,0,data)
• 당연히 divLinkedList는 dll.splice(index,1)제거 (테스트 시스템을 망가 뜨린 곳)를 제외하고 모든 섹터에서 배열보다 열등합니다 .
• 가장 큰 놀라움 [jjrv가 지적했듯이], V8 어레이 쓰기는 V8 읽기 = O보다 약간 빠릅니다.

참고 : 이러한 메트릭은 v8이 "완전히 최적화"되지 않는 대형 어레이 / 객체에만 적용됩니다. 임의 크기 (24?)보다 작은 어레이 / 객체 크기에 대해 매우 격리 된 최적화 된 성능 사례가있을 수 있습니다. 자세한 내용은 여러 Google IO 비디오에서 광범위하게 볼 수 있습니다.

참고 2 : 이러한 놀라운 성능 결과는 브라우저, 특히 *cough*IE 간에 공유되지 않습니다 . 또한 테스트는 거대하므로 아직 결과를 완전히 분석하고 평가하지 않았습니다. =)에서 편집하십시오.

업데이트 된 노트 (2012 년 12 월) : Google 담당자는 크롬 자체의 내부 작동 (예 : 연결 목록 배열에서 고정 배열로 전환하는 경우 등) 및 최적화 방법을 설명하는 YouTube 동영상을 보유하고 있습니다. 자세한 내용은 GDC 2012 : 콘솔에서 Chrome으로 를 참조 하세요 .

JavaScript 영역 내에있는 기본 수준에서 객체의 속성은 훨씬 더 복잡한 항목입니다. 열거 가능성, 쓰기 가능성 및 구성 가능성이 다른 setter / getter를 사용하여 속성을 만들 수 있습니다. 배열의 항목은 이러한 방식으로 사용자 정의 할 수 없습니다. 존재하거나 존재하지 않습니다. 기본 엔진 수준에서 이것은 구조를 나타내는 메모리 구성 측면에서 훨씬 더 많은 최적화를 허용합니다.

객체 (사전)에서 배열을 식별하는 측면에서 JS 엔진은 항상 둘 사이에 명시적인 줄을 만들어 왔습니다. 그렇기 때문에 하나처럼 작동하지만 다른 기능을 허용하는 반 가짜 배열과 같은 객체를 만드는 방법에 대한 많은 기사가 있습니다. 이 분리가 존재하는 이유는 JS 엔진 자체가 두 가지를 다르게 저장하기 때문입니다.

속성은 배열 객체에 저장할 수 있지만 이것은 JavaScript가 모든 것을 객체로 만드는 방법을 보여줍니다. 배열의 인덱싱 된 값은 기본 배열 데이터를 나타내는 배열 개체에 설정하기로 결정한 속성과 다르게 저장됩니다.

합법적 인 배열 객체를 사용하고 해당 배열을 조작하는 표준 방법 중 하나를 사용할 때마다 기본 배열 데이터에 도달하게됩니다. 특히 V8에서는 기본적으로 C ++ 배열과 동일하므로 이러한 규칙이 적용됩니다. 어떤 이유로 엔진이 자신있게 판단 할 수없는 어레이로 작업하는 것이 어레이 인 경우 훨씬 더 불안정한 위치에있는 것입니다. 최신 버전의 V8에서는 작업 할 여지가 더 많습니다. 예를 들어, Array.prototype을 프로토 타입 으로 사용하는 클래스를 만들 수 있습니다. 다양한 기본 배열 조작 메서드에 계속 효율적으로 액세스 할 수 있습니다. 그러나 이것은 최근의 변화입니다.

배열 조작에 대한 최근 변경 사항에 대한 특정 링크가 여기에 유용 할 수 있습니다.

• http://code.google.com/p/v8/source/detail?r=10024
• http://code.google.com/p/v8/source/detail?r=9849
• http://code.google.com/p/v8/source/detail?r=9747

약간의 추가로, V8 소스에서 직접 만든 Array Pop 및 Array Push는 둘 다 JS 자체에서 구현됩니다.

function ArrayPop() {
  if (IS_NULL_OR_UNDEFINED(this) && !IS_UNDETECTABLE(this)) {
    throw MakeTypeError("called_on_null_or_undefined",
                        ["Array.prototype.pop"]);
  }

  var n = TO_UINT32(this.length);
  if (n == 0) {
    this.length = n;
    return;
  }
  n--;
  var value = this[n];
  this.length = n;
  delete this[n];
  return value;
}


function ArrayPush() {
  if (IS_NULL_OR_UNDEFINED(this) && !IS_UNDETECTABLE(this)) {
    throw MakeTypeError("called_on_null_or_undefined",
                        ["Array.prototype.push"]);
  }

  var n = TO_UINT32(this.length);
  var m = %_ArgumentsLength();
  for (var i = 0; i < m; i++) {
    this[i+n] = %_Arguments(i);
  }
  this.length = n + m;
  return this.length;
}

증가하는 어레이와 관련하여 구현이 어떻게 작동하는지에 대한 조사를 통해 기존 답변을 보완하고 싶습니다. "일반적인"방식으로 구현하면 구현이 복사되는 지점에서 드물고 산재 된 느린 푸시로 많은 빠른 푸시를 볼 수 있습니다. 하나의 버퍼에서 더 큰 버퍼로의 배열 내부 표현.

이 효과를 매우 잘 볼 수 있습니다. 이것은 Chrome에서 가져온 것입니다.

16: 4ms
40: 8ms 2.5
76: 20ms 1.9
130: 31ms 1.7105263157894737
211: 14ms 1.623076923076923
332: 55ms 1.5734597156398105
514: 44ms 1.5481927710843373
787: 61ms 1.5311284046692606
1196: 138ms 1.5196950444726811
1810: 139ms 1.5133779264214047
2731: 299ms 1.5088397790055248
4112: 341ms 1.5056755767118273
6184: 681ms 1.5038910505836576
9292: 1324ms 1.5025873221216042

각 푸시가 프로파일 링 되더라도 출력에는 특정 임계 값을 초과하는 시간이 걸리는 푸시 만 포함됩니다. 각 테스트에서 빠른 푸시를 나타내는 것처럼 보이는 모든 푸시를 제외하도록 임계 값을 사용자 정의했습니다.

따라서 첫 번째 숫자는 삽입 된 요소를 나타내고 (첫 번째 줄은 17 번째 요소 용), 두 번째 숫자는 소요 된 시간 (많은 배열의 경우 벤치 마크가 병렬로 수행됨)이며 마지막 값은 이전 줄의 첫 번째 숫자.

실행 시간이 2ms 미만인 모든 라인은 Chrome에서 제외됩니다.

Chrome이 1.5의 거듭 제곱으로 배열 크기를 늘리고 작은 배열을 설명하기 위해 약간의 오프셋을 더한 것을 볼 수 있습니다.

Firefox의 경우 2의 거듭 제곱입니다.

126: 284ms
254: 65ms 2.015873015873016
510: 28ms 2.0078740157480315
1022: 58ms 2.003921568627451
2046: 89ms 2.0019569471624266
4094: 191ms 2.0009775171065494
8190: 364ms 2.0004885197850513

Firefox에서 임계 값을 상당히 올려야했기 때문에 # 126에서 시작합니다.

IE를 사용하면 다음과 같이 혼합됩니다.

256: 11ms 256
512: 26ms 2
1024: 77ms 2
1708: 113ms 1.66796875
2848: 154ms 1.6674473067915691
4748: 423ms 1.6671348314606742
7916: 944ms 1.6672283066554338

처음에는 2의 거듭 제곱이고 5/3의 거듭 제곱으로 이동합니다.

따라서 모든 일반적인 구현은 배열에 대해 "정상적인"방식을 사용합니다 ( 예를 들어 ropes에 미쳐가는 대신 ).

여기에 벤치 마크 코드가 있고 여기에있는 바이올린이 있습니다.

var arrayCount = 10000;

var dynamicArrays = [];

for(var j=0;j<arrayCount;j++)
    dynamicArrays[j] = [];

var lastLongI = 1;

for(var i=0;i<10000;i++)
{
    var before = Date.now();
    for(var j=0;j<arrayCount;j++)
        dynamicArrays[j][i] = i;
    var span = Date.now() - before;
    if (span > 10)
    {
      console.log(i + ": " + span + "ms" + " " + (i / lastLongI));
      lastLongI = i;
    }
}

node.js 0.10 (v8에서 빌드 됨)에서 실행하는 동안 워크로드에 비해 CPU 사용량이 과도하게 느껴졌습니다. 한 가지 성능 문제를 배열에있는 문자열의 존재를 확인하는 함수로 추적했습니다. 그래서 몇 가지 테스트를했습니다.

• 90,822 개의 호스트로드
• 구성을로드하는 데 0.087 초가 걸렸습니다 (배열).
• 구성을로드하는 데 0.152 초가 걸렸습니다 (객체).

91k 항목을 배열 (유효성 검사 및 푸시 사용)에로드하는 것이 obj [key] = value를 설정하는 것보다 빠릅니다.

다음 테스트에서는 목록의 모든 호스트 이름을 한 번 조회했습니다 (조회 시간을 평균화하기 위해 91,000 회 반복).

• 구성 검색에 87.56 초 소요 (배열)
• 구성 검색에 0.21 초 소요 (객체)

여기서 애플리케이션은 Haraka (SMTP 서버)이며 시작시 (및 변경 후) host_list를 한 번로드 한 다음 작업 중에이 조회를 수백만 번 수행합니다. 객체로 전환하는 것은 엄청난 성능 승리였습니다.