JavaScript 对象像一个字典，字符串作为键名，任意对象可以作为键值，可以通过键名读写键值。然而在 V8 实现对象存储时，并没有完全采用字典的存储方式，这主要是出于性能的考量。因为字典是非线性的数据结构，查询效率会低于线性的数据结构，V8 为了提升存储和查找效率，采用了一套复杂的存储策略。

快属性和慢属性 - 图1

常规属性 (properties) 和排序属性 (element)


  2. function Foo() {
  3.     this[100] = 'test-100'
  4.     this[1] = 'test-1'
  5.     this["B"] = 'bar-B'
  6.     this[50] = 'test-50'
  7.     this[9] =  'test-9'
  8.     this[8] = 'test-8'
  9.     this[3] = 'test-3'
  10.     this[5] = 'test-5'
  11.     this["A"] = 'bar-A'
  12.     this["C"] = 'bar-C'
  13. }
  14. var bar = new Foo()
  17. for(key in bar){
  18.     console.log(`index:${key}  value:${bar[key]}`)
  19. }

打印顺序如下：

  1. index:1  value:test-1
  2. index:3  value:test-3
  3. index:5  value:test-5
  4. index:8  value:test-8
  5. index:9  value:test-9
  6. index:50  value:test-50
  7. index:100  value:test-100
  8. index:B  value:bar-B
  9. index:A  value:bar-A
  10. index:C  value:bar-C

输出的内容却非常规律，总的来说体现在以下两点：

  • 设置的数字属性被最先打印出来了，并且按照数字大小的顺序打印的；
  • 设置的字符串属性依然是按照之前的设置顺序打印的，比如我们是按照 B、A、C 的顺序设置的，打印出来依然是这个顺序。

之所以出现这样的结果，是因为在 ECMAScript 规范中定义了数字属性应该按照索引值大小升序排列，字符串属性根据创建时的顺序升序排列。

在这里我们把对象中的数字属性称为排序属性，在 V8 中被称为 elements；字符串属性就被称为常规属性，在 V8 中被称为 properties。

在 V8 内部，为了有效地提升存储和访问这两种属性的性能，分别使用了两个线性数据结构来分别保存排序属性和常规属性，具体结构如下图所示：

快属性和慢属性 - 图2

bar 对象包含了两个隐藏属性：elements 属性和 properties 属性，elements 属性指向了 elements 对象，在 elements 对象中，会按照顺序存放排序属性，properties 属性则指向了 properties 对象，在 properties 对象中，会按照创建时的顺序保存了常规属性。

快属性和慢属性

将不同的属性分别保存到 elements 属性和 properties 属性中，无疑简化了程序的复杂度，但是在查找元素时，却多了一步操作，比如执行 bar.B这个语句来查找 B 的属性值，那么在 V8 会先查找出 properties 属性所指向的对象 properties，然后再在 properties 对象中查找 B 属性，这种方式在查找过程中增加了一步操作，因此会影响到元素的查找效率。

基于这个原因，V8 采取了一个权衡的策略以加快查找属性的效率，这个策略是将部分常规属性直接存储到对象本身，我们把这称为对象内属性 (in-object properties)。对象在内存中的展现形式你可以参看下图：

快属性和慢属性 - 图3

采用对象内属性之后，常规属性就被保存到 bar 对象本身了，这样当再次使用bar.B来查找 B 的属性值时，V8 就可以直接从 bar 对象本身去获取该值就可以了，这种方式减少查找属性值的步骤，增加了查找效率。

不过对象内属性的数量是固定的，默认是 10 个，如果添加的属性超出了对象分配的空间，则它们将被保存在常规属性存储中。虽然属性存储多了一层间接层，但可以自由地扩容。

通常，我们将保存在线性数据结构中的属性称之为“快属性”，因为线性数据结构中只需要通过索引即可以访问到属性，虽然访问线性结构的速度快，但是如果从线性结构中添加或者删除大量的属性时，则执行效率会非常低，这主要因为会产生大量时间和内存开销。

因此，如果一个对象的属性过多时，V8 为就会采取另外一种存储策略，那就是“慢属性”策略，但慢属性的对象内部会有独立的非线性数据结构 (词典) 作为属性存储容器。所有的属性元信息不再是线性存储的，而是直接保存在属性字典中。

快属性和慢属性 - 图4

实践：在 Chrome 中查看对象布局

现在我们知道了 V8 是怎么存储对象的了，接下来我们来结合 Chrome 中的内存快照，来看看对象在内存中是如何布局的？

  2. function Foo(property_num,element_num) {
  3.     //添加可索引属性
  4.     for (let i = 0; i < element_num; i++) {
  5.         this[i] = `element${i}`
  6.     }
  7.     //添加常规属性
  8.     for (let i = 0; i < property_num; i++) {
  9.         let ppt = `property${i}`
  10.         this[ppt] = ppt
  11.     }
  12. }
  13. var bar = new Foo(10,10)

创建了函数对象，接下来我们就来看看构造函数和对象在内存中的状态。你可以将 Chrome 开发者工具切换到 Memory 标签，然后点击左侧的小圆圈就可以捕获当前的内存快照，最终截图如下所示：

快属性和慢属性 - 图5

上图就是收集了当前内存快照的界面，要想查找我们刚才创建的对象，你可以在搜索框里面输入构造函数 Foo，Chrome 会列出所有经过构造函数 Foo 创建的对象，如下图所示：

快属性和慢属性 - 图6

这时候的数据内存布局是这样的：

  • 10 个常规属性作为对象内属性，存放在 bar 函数内部；
  • 10 个排序属性存放在 elements 中。

接下来我们可以将创建的对象属性的个数调整到 20 个

快属性和慢属性 - 图7

这时候属性的内存布局是这样的：

  • 10 属性直接存放在 bar2 的对象内 ;
  • 10 个常规属性以线性数据结构的方式存放在 properties 属性里面 ;
  • 10 个数字属性存放在 elements 属性里面。

观察上图，除了 elements 和 properties 属性，V8 还为每个对象实现了 map 属性和 proto 属性。proto 属性就是原型，是用来实现 JavaScript 继承的。