<span>再谈js对象数据结构底层实现原理-object array map set</span>
如果有java基础的同学，可以回顾下《再谈Java数据结构—分析底层实现与应用注意事项》：java把内存分两种：一种是栈内存，另一种是堆内存。基本类型(即int,short,long,byte,float,double,boolean,char)在栈区分配空间，所有的对象都在堆(Heap)中分配空间。按照这思路来谈下JavaScript。
最新的 ECMAScript 标准定义了 7 种数据类型:
-
6 种原始类型-基本数据类型(按值访问)
-
Null (js中的数据在底层是以二进制存储，如果前三位为0，那么就会判定为object，而null的所有都为0)
-
Undefined
-
基本包装类型(自动创建的基本包装类型的对象—非Boolean,Number, String内置函数new出来的，对象只存代码的执行瞬间）
-
Number(基于 IEEE 754 标准的双精度 64 位二进制格式的值——数字、±Infinity、NaN）
-
String
-
Boolean
-
-
Symbol (ECMAScript 6 新定义，实例是唯一且不可改变的)
-
-
引用类型： Object(包括Object/Array/RegExp/Date/null)
任何一个JavaScript的标识、常量、变量和参数都只是unfined, null, bool, number, string,symbol，object 和 function类型中的一种，也就typeof返回值表明的类型。——推荐阅读《细说 JavaScript 七种数据类型》
js基本类型数据都是直接按值存储在栈中的(Undefined、Null、不是new出来的布尔、数字和字符串)，每种类型的数据占用的内存空间的大小是确定的，并由系统自动分配和自动释放。这样带来的好处就是，内存可以及时得到回收，相对于堆来说 ，更加容易管理内存空间。java的基本数据类型共有8种，即int,short,long,byte,float,double,boolean,char(注意，并没有String的基本类型 )
js引用类型数据被存储于堆中 (如对象、数组、函数等，它们是通过拷贝和new出来的）。其实，说存储于堆中，也不太准确，因为，引用类型的数据的地址指针是存储于栈中的，当我们想要访问引用类型的值的时候，需要先从栈中获得对象的地址指针，然后，在通过地址指针找到堆中的所需要的数据。这个后讲，首先我们要搞清楚
数据在内存中的存储结构，也就是物理结构，分为两种：顺序存储结构和链式存储结构。
-
顺序存储结构：是把数据元素存放在地址连续的存储单元里，其数据间的逻辑关系和物理关系是一致的。数组就是顺序存储结构的典型代表。
-
链式存储结构：是把数据元素存放在内存中的任意存储单元里，也就是可以把数据存放在内存的各个位置。这些数据在内存中的地址可以是连续的，也可以是不连续的。链表就是顺序存储结构的典型代表。
和顺序存储结构不同的是，链式存储结构的数据元素之间是通过指针来连接的，我们可以通使用指针来找到某个数据元素的位置，然后对这个数据元素进行一些操作。
数组和队列都可以实现栈和链表。
打个比方说一下顺序存储结构和链式存储结构的区别：
比如去银行取钱，顺序存储结构就相当于，所有的客户按照先来后到的顺序有序的的坐在大厅的椅子上（注意：是有顺序的坐着哦）。
而链式存储结构相当于，所有的客户只要一到银行，大堂经理就给他们每人一个号码，然后他们可以随便坐在哪个椅子上（随便坐，不需要按照什么顺序坐），只需要等待工作人员广播叫号即可。
而每个客户手里的号码就相当于指针，当前的指针指向下一个存储空间，这样，所有不连续的空间就可以被有顺序的按照线性连接在一起了。
什么是堆（heap）、栈（stack）
各种语言在处理堆栈的原理上都大同小异。
-
堆是动态分配内存，内存大小不一，也不会自动释放
-
栈是自动分配相对固定大小的内存空间，并由系统自动释放。栈先进后出(LIFO，last in first out），队列后进先出(FIFO，first in first out)。
-
数组数据结构是由相同类型的元素（element）的集合所组成的数据结构，分配一块连续的内存来存储。利用元素的索引（index）可以计算出该元素对应的存储地址。数组寻址容易，插入和删除困难的问题，而链表增删容易，查找困难。栈可以用数组或链表实现(c艹、java等基本功)。
-
集合表示一组互不相同的元素（不重复的元素）。
-
字典存储的是[键，值]对，其中键名是用来查询特定元素的。
经典的数据结构大概就那么几种，list、stack、queue、linkedList、dictionary、hash、set、tree、graph......
JavaScript数据结构
es5自带的：array、object
es6自带的：set map、weakset weakmap （强引用、弱引用，Set 和 Map 数据结构，）
es未有的：dictionary list linkedlist doublelinkedlist quene hash stack
在JavaScript中不管多么复杂的数据和代码，都可以组织成object形式的对象
js里面的object类型在C/C++/Java等语言是没有这种数据类型(C是“万物之母”，C里面没有的)，就得通过某种方式实现，究竟是如何实现其的？这个问题最先看了《从Chrome源码看JS Object的实现》,然后再回顾之前看的《JavaScript 对象属性底层原理》，在根据再谈系列一贯的文风总
对象大多数时候表现为Dictionary：如：{a：'foo'，b：'bar'}
-
存储结构可以是数组也可以是HashMap
-
具有额外的辅助信息(存储在描述符数组中)——数组索引属性
数组索引属性(元素):
如：数组['foo'，'bar']有两个数组索引属性：0，值为'foo'; 1，值为'bar'。
-
存储结构通常为简单的数组结构。但某些情况下也会切换到Hash结构以节省内存。
-
可以使用键来推断它们在属性数组中的位置
数组索引属性和命名属性存储在两个单独的数据结构中：
V8里面所有的数据类型的根父类都是Object，Object派生HeapObject，提供存储基本功能，往下的JSReceiver用于原型查找，再往下的JSObject就是JS里面的Object，Array/Function/Date等继承于JSObject。左边的FixedArray是实际存储数据的地方。推荐看原文《从Chrome源码看JS Object的实现》
在创建一个JSObject之前，会先把读到的Object的文本属性序列化成constant_properties，如下的data：
var data = {
name: "yin",
age: 18,
"-school-": "high school"
}; 会被序列成：
../../v8/src/runtime/http://runtime-literals.cc 72 constant_properties: 0xdf9ed2aed19: [FixedArray] – length: 6 [0]: 0x1b5ec69833d1 [1]: 0xdf9ed2aec51 [2]: 0xdf9ed2aec71 [3]: 18 [4]: 0xdf9ed2aec91 [5]: 0xdf9ed2aecb1
它是一个FixedArray，FixedArray是V8实现的一个类似于数组的类，它表示一段连续的内存。
那么，这个连续内存，又如何还原成 JSON 结构对象呢?
FixedArray主要用于表示数据的存储位置，在它上面还有一个Map，这个Map用于表示数据的结构。这里的Map并不是哈希的意思，更接近于地图的意义，用来操作FixedArray表示的这段内存，并且可以通过index用descriptors迅速地取出key-value
for (int index = 0; index get(index + 0)); Handle value(constant_properties->get(index + 1)); Handle name = Handle::cast(key); JSObject::SetOwnPropertyIgnoreAttributes(boilerplate, name, value, NONE); }
// Most object types in the V8 JavaScript are described in this file. // // Inheritance hierarchy: // - Object // - Smi (immediate small integer) // - HeapObject (superclass for everything allocated in the heap) // - JSReceiver (suitable for property access) // - JSObject // - JSArray // - JSArrayBuffer // - JSArrayBufferView // - JSTypedArray // - JSDataView // - JSBoundFunction // - JSCollection // - JSSet // - JSMap // - JSStringIterator // - JSSetIterator // - JSMapIterator // - JSWeakCollection // - JSWeakMap // - JSWeakSet // - JSRegExp // - JSFunction // - JSGeneratorObject // - JSGlobalObject // - JSGlobalProxy // - JSValue // - JSDate // - JSMessageObject // - JSModuleNamespace // - JSV8BreakIterator // If V8_INTL_SUPPORT enabled. // - JSCollator // If V8_INTL_SUPPORT enabled. // - JSDateTimeFormat // If V8_INTL_SUPPORT enabled. // - JSListFormat // If V8_INTL_SUPPORT enabled. // - JSLocale // If V8_INTL_SUPPORT enabled. // - JSNumberFormat // If V8_INTL_SUPPORT enabled. // - JSPluralRules // If V8_INTL_SUPPORT enabled. // - JSRelativeTimeFormat // If V8_INTL_SUPPORT enabled. // - JSSegmentIterator // If V8_INTL_SUPPORT enabled. // - JSSegmenter // If V8_INTL_SUPPORT enabled. // - WasmExceptionObject // - WasmGlobalObject // - WasmInstanceObject // - WasmMemoryObject // - WasmModuleObject // - WasmTableObject // - JSProxy // - FixedArrayBase // - ByteArray // - BytecodeArray // - FixedArray // - FrameArray // - HashTable // - Dictionary // - StringTable // - StringSet // - CompilationCacheTable // - MapCache // - OrderedHashTable // - OrderedHashSet // - OrderedHashMap // - FeedbackMetadata // - TemplateList // - TransitionArray // - ScopeInfo // - ModuleInfo // - ScriptContextTable // - ClosureFeedbackCellArray // - FixedDoubleArray // - Name // - String // - SeqString // - SeqOneByteString // - SeqTwoByteString // - SlicedString // - ConsString // - ThinString // - ExternalString // - ExternalOneByteString // - ExternalTwoByteString // - InternalizedString // - SeqInternalizedString // - SeqOneByteInternalizedString // - SeqTwoByteInternalizedString // - ConsInternalizedString // - ExternalInternalizedString // - ExternalOneByteInternalizedString // - ExternalTwoByteInternalizedString // - Symbol // - Context // - NativeContext // - HeapNumber // - BigInt // - Cell // - DescriptorArray // - PropertyCell // - PropertyArray // - Code // - AbstractCode, a wrapper around Code&nbs***bsp;BytecodeArray // - Map // - Oddball // - Foreign // - SmallOrderedHashTable // - SmallOrderedHashMap // - SmallOrderedHashSet // - SharedFunctionInfo // - Struct // - AccessorInfo // - AsmWasmData // - PromiseReaction // - PromiseCapability // - AccessorPair // - AccessCheckInfo // - InterceptorInfo // - CallHandlerInfo // - EnumCache // - TemplateInfo // - FunctionTemplateInfo // - ObjectTemplateInfo // - Script // - DebugInfo // - BreakPoint // - BreakPointInfo // - StackFrameInfo // - StackTraceFrame // - SourcePositionTableWithFrameCache // - CodeCache // - PrototypeInfo // - Microtask // - CallbackTask // - CallableTask // - PromiseReactionJobTask // - PromiseFulfillReactionJobTask // - PromiseRejectReactionJobTask // - PromiseResolveThenableJobTask // - Module // - ModuleInfoEntry // - FeedbackCell // - FeedbackVector // - PreparseData // - UncompiledData // - UncompiledDataWithoutPreparseData // - UncompiledDataWithPreparseData // // Formats of Object::ptr_: // Smi: [31 bit signed int] 0 // HeapObject: [32 bit direct pointer] (4 byte aligned) | 01
每个 heap object 都有个 map 来记录相关信息。
// All heap objects have a Map that describes their structure. // A Map contains information about: // - Size information about the object // - How to iterate over an object (for garbage collection) // // Map layout: // +---------------+---------------------------------------------+ // | _ Type _ | _ Description _ | // +---------------+---------------------------------------------+ // | TaggedPointer | map - Always a pointer to the MetaMap root | // +---------------+---------------------------------------------+ // | Int | The first int field | // `---+----------+---------------------------------------------+ // | Byte | [instance_size] | // +----------+---------------------------------------------+ // | Byte | If Map for a primitive type: | // | | native context index for constructor fn | // | | If Map for an Object type: | // | | inobject properties start offset in words | // +----------+---------------------------------------------+ // | Byte | [used_or_unused_instance_size_in_words] | // | | For JSObject in fast mode this byte encodes | // | | the size of the object that includes only | // | | the used property fields&nbs***bsp;the slack size | // | | in properties backing store. | // +----------+---------------------------------------------+ // | Byte | [visitor_id] | // +----+----------+---------------------------------------------+ // | Int | The second int field | // `---+----------+---------------------------------------------+ // | Short | [instance_type] | // +----------+---------------------------------------------+ // | Byte | [bit_field] | // | | - has_non_instance_prototype (bit 0) | // | | - is_callable (bit 1) | // | | - has_named_interceptor (bit 2) | // | | - has_indexed_interceptor (bit 3) | // | | - is_undetectable (bit 4) | // | | - is_access_check_needed (bit 5) | // | | - is_constructor (bit 6) | // | | - has_prototype_slot (bit 7) | // +----------+---------------------------------------------+ // | Byte | [bit_field2] | // | | - is_extensible (bit 0) | // | | - is_prototype_map (bit 1) | // | | - is_in_retained_map_list (bit 2) | // | | - elements_kind (bits 3..7) | // +----+----------+---------------------------------------------+ // | Int | [bit_field3] | // | | - enum_length (bit 0..9) | // | | - number_of_own_descriptors (bit 10..19) | // | | - is_dictionary_map (bit 20) | // | | - owns_descriptors (bit 21) | // | | - has_hidden_prototype (bit 22) | // | | - is_deprecated (bit 23) | // | | - is_unstable (bit 24) | // | | - is_migration_target (bit 25) | // | | - is_immutable_proto (bit 26) | // | | - new_target_is_base (bit 27) | // | | - may_have_interesting_symbols (bit 28) | // | | - construction_counter (bit 29..31) | // | | | // +*************************************************************+ // | Int | On systems with 64bit pointer types, there | // | | is an unused 32bits after bit_field3 | // +*************************************************************+ // | TaggedPointer | [prototype] | // +---------------+---------------------------------------------+ // | TaggedPointer | [constructor_or_backpointer] | // +---------------+---------------------------------------------+ // | TaggedPointer | If Map is a prototype map: | // | | [prototype_info] | // | | Else: | // | | [raw_transitions] | // +---------------+---------------------------------------------+ // | TaggedPointer | [instance_descriptors] | // +*************************************************************+ // ! TaggedPointer ! [layout_descriptors] ! // ! ! Field is only present if compile-time flag ! // ! ! FLAG_unbox_double_fields is enabled ! // ! ! (basically on 64 bit architectures) ! // +*************************************************************+ // | TaggedPointer | [dependent_code] | // +---------------+---------------------------------------------+
参考文章：
基本数据结构形象解释 https://blog.csdn.net/qq_23864697/article/details/79727950
数据结构与算法 - 图的邻接表 （思想以及实现方式）www.cnblogs.com/cmusketeer/p/10331450.html
谁说前端就不需要学习数据结构了？来我们浅谈一下js的数据结构 https://www.jianshu.com/p/5e0e8d183102
JavaScript: new关键字创建对象底层原理 https://www.jianshu.com/p/265144a810b7
数据结构和算法 https://www.cnblogs.com/wsnb/p/5172431.html
查看24道真题和解析