javascript - 浏览器是否总是将 Javascript 中的字符串和数字视为不可变的？

Question

在 Javscript 中，浏览器运行时解释器总是将字符串和数字视为不可变的吗？

当然，在可证明无害的情况下，他们会优化并将它们视为可变的。如果不是，为什么不呢？

例如，考虑简单的 for 循环。

for (let i = 0; i < 1000000000000; i++) {
 console.log(i)
}

由于 i 变量的作用域为循环，并且循环中的任何代码都不需要 i 变量的“旧值”，因此浏览器简单地增加数字是有意义的符号 i 指向每次迭代。否则，新的内存字节流将被 i 的新值占用，这是无法想象的(“有人可能需要 i 的那些旧值!”) ).我们将在 for 循环(在内存中创建 i 的新值)和垃圾收集器(杀死 i 的所有旧值)之间进行不必要的竞争，这循环通常会获胜，并且我们会出现堆栈溢出。

哦，事情就是这样，不是吗。如果是这样，为什么浏览器在以其他方式优化代码时如此聪明，却如此愚蠢？

字符串也有类似的情况。请考虑以下事项。

{
   let completeWorks = "This string dictates the complete works of William Shakespeare. To be or not to be that is the question whether it is nobler in the mind..."
   completeWorks += "The End."  // <-- what happens here?
}

字符串 completeWorks 是 block 范围的，并且可以证明只存在于这个 block 中。因此，当浏览器遇到指令 completeWorks += "The End" 时，它肯定会改变 completeWorks。如果不是，为什么不呢？可能是他们不这样做的一个很好的理由，我想学习它。

Answer 1

(此处为 V8 开发人员——因此我对其他浏览器/引擎知之甚少。)

对此没有简单的答案；实现很复杂。

在 V8 中，字符串始终是不可变的(在创建之后)。一个原因是在堆上分配对象时，对象后面通常没有可用空间，所以我们不能只是将字符附加到现有字符串。另一个原因是，跟踪哪些字符串可以安全地发生变异会增加大量的复杂性(除了一些更容易检测的小众情况，但如果只支持这些情况，那么该机制将提供更少的值(value))。

V8 确实有一些巧妙的字符串操作技巧:当您使用较大字符串的子字符串时，不会复制任何字符；新字符串只是一个引用，上面写着“我是那边另一个字符串的长度 X 的一部分，从索引 Y 开始”。同样，当连接两个字符串时，如您的 completeWorks 示例，新字符串是一个引用，表示“我是其他两个字符串的连接”。 (为了完整起见，我会提到有最低字符数，低于该值这些技巧将不适用，因为简单地复制字符至少同样有效。)

数字比字符串对性能更敏感，也更容易处理。一般来说，堆分配的数字总是不可变的；但这还没有结束。 V8 大量使用“Smis”(“小整数”)的特殊表示形式，因为 JavaScript 程序中的许多数字都属于这个桶。 Smis 不是堆对象；创建一个新的和修改一个一样便宜，而且实际上是无法区分的(就像 C++ 中的 int)。对于超出 Smi 范围的数字，优化编译器还会执行“转义分析”并可以“拆箱”非转义数字，这意味着将它们保存在 CPU 寄存器中(作为普通的 64 位 float )而不是在堆上分配它们首先，这又比改变其他不可变的堆对象更好。对于存储在对象属性中的数字的特殊情况，V8 也(在某些情况下)使用可变存储。

因此，您的问题的答案都是"is"(例如，当生成未优化的代码时，V8 不会花时间执行分析，因此代码必须保守地假设某处需要任何旧值)，以及“不”(对于优化编译器，您的直觉是正确的，这应该是可以避免的；但这仍然并不意味着分配在堆上的任何数字都会在那里发生突变)。

Since the i variable is scoped to the loop

JavaScript 中的作用域很复杂。首先，没有 int i。现在考虑一下:

for (var i = 0; i < 100; i++) {
  // Use i here, or don't.
}
console.log(i);  // Prints "100".

如果你的意思是 let i，那么当然，你会有一个 block 范围的变量。在此示例中，性能将相同。

We will have an unnecessary race between the for loop (creating new values of i in memory) and the garbage collector (killing off all the old values of i), which the loop will generally win

没有。垃圾收集器具有高度自适应性，特别是当发生更多分配时它会做更多工作。没有办法“超越”它。如果需要，当垃圾收集器试图找到可以释放的内存时，程序会停止执行。

and we will have a stack overflow.

不，堆栈溢出与对象分配、垃圾回收或一般的堆内存无关。