Question

我正在编写一些需要快速运行的javascript代码，并使用了大量短期对象。我最好使用对象池，还是只根据需要创建对象？

我写了一个JSPerf test，表明使用对象池没有任何好处，但是我不确定jsperf基准测试是否运行得足够长，以便浏览器的垃圾收集器能够启动。

代码是游戏的一部分，所以我不关心传统的浏览器支持。无论如何，我的图形引擎无法在旧浏览器上运行。

Answer 1

首先让我说：我会建议不要使用池，除非你正在开发可视化，游戏或其他计算成本高昂的代码，这些代码实际上做了很多工作。您的普通Web应用程序受I / O限制，您的CPU和RAM大部分时间都处于空闲状态。在这种情况下，通过优化I / O而不是执行速度，您可以获得更多收益;即确保，您的文件加载速度快，您使用客户端而不是服务器端渲染+模板。但是，如果您正在玩游戏，科学计算或其他受CPU限制的Javascript代码，那么本文可能对您有用。

短版：

在性能关键代码中：

首先使用general-purpose optimizations [1] [2] [3] [4]（以及更多内容）。不要马上跳进游泳池（你知道我的意思！）。
小心语法糖和外部库，因为即使Promises和许多内置函数（例如Array.concat等）也会做很多邪恶的事情，包括分配。
避免使用不可变项（例如String），因为这些将在您对其执行的状态更改操作期间创建新对象。
了解您的分配。使用封装来创建对象，这样您可以在分析期间轻松找到所有分配并快速更改分配策略。
如果您担心性能，请始终分析并比较不同的方法。理想情况下，你不应该随便相信intarwebz（包括我）。请记住，我们对单词的定义，例如＆＃34; fast＆＃34;，＆＃34; long-lived＆＃34;等可能差别很大。
如果您决定使用合并：
- 您可能必须为长寿命和短期对象使用不同的池，以避免短期池的碎片化。
- 您想要针对不同的场景比较不同的算法和不同的池化粒度（池整个对象或仅汇集一些对象属性？）。
- 池化会增加代码复杂性，从而使优化程序的工作更加困难，从而可能降低性能。

长版：

首先，请考虑系统堆与大型对象池基本相同。这意味着，无论何时创建新对象（使用new，[]，{}，()，nested functions，字符串连接等），系统将使用（非常复杂，快速和低级别的性能调整）算法为您提供一些未使用的空间（即一个对象），确保它的字节被清零并返回它。这与对象池必须做的非常相似。但是，Javascript的运行时堆管理器使用GC来检索＆＃34;借用的对象＆＃34;，其中池以几乎零成本的方式获取它的对象，但需要开发人员采取小心自己跟踪所有这些物体。

现代Javascript运行时环境（例如V8）具有运行时分析器和运行时优化器，当它识别性能关键代码段时，理想情况下可以（但不一定（尚未））进行积极优化。它还可以使用该信息来确定垃圾收集的好时机。如果它意识到你运行游戏循环，它可能只是在每几个循环后运行GC（甚至可能将老一代集合减少到最小等），从而实际上不会让你感觉它正在做的工作（但是，它仍然会如果是昂贵的操作，请更快地耗尽电池）。有时，优化器甚至可以将分配移动到堆栈，这种分配基本上是免费的，而且对缓存更友好。话虽这么说，这些优化技术并不完美（实际上它们不可能，因为完美的代码优化是NP难的，但那是另一个主题）。

让我们以游戏为例：This talk on fast vector math in JS解释了重复的矢量分配（在大多数游戏中你需要大量的矢量数学）如何减慢速度非常快的东西：Float32Array的矢量数学。在这种情况下，如果您以正确的方式使用正确类型的游泳池，您可以从游泳池中受益。

这些是我在Javascript中编写游戏时学到的经验：

封装函数中所有常用对象的创建。让它先返回一个新对象，然后将它与池版本进行比较：

而不是

var x = new X(...);

使用：

var x = X.create(...);

甚至：

// this keeps all your allocation in the control of `Allocator`:
var x = Allocator.createX(...);      // or:
var y = Allocator.create('Y', ...);

这样，您可以先使用X.create实施Allocator.createX或return new X();，然后再将其替换为池，以便轻松比较速度。更好的是，它允许您在代码中快速找到所有分配，以便在时机成熟时逐个查看。不要担心额外的函数调用，因为任何体面的优化工具都会对此进行内联，甚至可能是运行时优化器。

尝试将对象创建保持在最低限度。如果您可以重复使用现有对象，那就这样做吧。以2D矢量数学为例：不要使矢量（或其他常用对象）不可变。即使不变性产生更漂亮和更具bug的代码，但它往往非常昂贵（因为突然每个向量操作都需要创建一个新的向量，或从池中获取一个，而不是仅添加或乘以几个数字）。在其他语言中，您可以使向量不可变的原因是因为通常这些分配可以在堆栈上完成，从而将分配成本降低到几乎为零。但是在Javascript中 -

而不是：

function add(a, b) { return new Vector(a.x + b.x, a.y + a.y); }
// ...
var z = add(x, y);

尝试：

function add(out, a, b) { out.set(a.x + b.x, a.y + a.y); return out; }
// ...
var z = add(x, x, y);   // you can do that here, if you don't need x anymore (Note: z = x)

不要创建临时变量。那些使并行优化几乎不可能。

避免：

var tmp = new X(...);
for (var x ...) {
    tmp.set(x);
    use(tmp);       // use() will modify tmp instead of x now, and x remains unchanged.
}

就像循环前面的临时变量一样，简单的池会妨碍简单循环的并行化优化：优化器很难证明你的池操作不需要特定的顺序，至少它需要new可能不需要的额外同步（因为运行时完全控制如何分配事物）。在计算循环紧张的情况下，您可能需要考虑每次迭代进行多次计算，而不是仅进行一次计算（也称为partially unrolled loop）。
除非你真的喜欢修补，否则不要写自己的游泳池。那里已经有很多了。例如，This article列出了一大堆。
如果您发现memory churn毁了您的一天，请尝试合并。在这种情况下，请确保正确分析您的应用程序，找出瓶颈并做出反应。一如既往：不要盲目优化。
根据池查询算法的类型，您可能希望对长寿命和短期对象使用不同的池，以避免短期池的碎片化。查询短期对象比查询长寿命对象更具性能要求（因为前者可能每秒发生数百次，数千次甚至数百次）。

池算法

除非您编写非常复杂的池查询算法，否则通常会遇到两个或三个选项。这些选项中的每一个在某些情况下都更快，在其他情况下更慢。我经常看到的是：

链接列表：仅在列表中保留空对象。每当需要一个对象时，只需很少的费用就将其从列表中删除。当不再需要该物体时，将其放回去。
数组：保留数组中的所有对象。每当需要一个对象时，迭代所有池化对象，返回第一个空闲对象，并将其inUse标志设置为true。当不再需要该对象时取消设置。

玩这些选项。除非您的链表实现相当复杂，否则您可能会发现基于数组的解决方案对于短期对象（这是池性能实际上很重要）更快，给定，数组中没有长期存在的对象，导致搜索自由对象变得不必要地长。如果您通常需要一次分配多个对象（例如，对于部分展开的循环），请考虑一个批量分配选项，它分配（小）对象数组而不是一个，以减少未分配对象的查找开销。如果你真的很喜欢快速游泳池（和/或只想尝试一些新的游戏），请查看速度快的how system heaps are implemented并允许分配不同大小的游戏。

最后的话

无论你决定使用什么，不断进行剖析，研究和分享使我们心爱的JS代码运行得更快的成功方法！

Answer 2

一般来说（根据我的个人经验），池化对象不会提高速度。创建对象通常非常便宜。相反，对象池的目的是减少垃圾收集导致的 jank （周期性延迟）。

作为一个具体的例子（不一定是JavaScript，但作为一般说明），想想具有高级3D图形的游戏。如果一个游戏的平均帧速率为60fps，那么比其他游戏的更快，平均帧速率为40fps。但是如果第二个游戏的fps 一致 40，那么图形看起来很平滑，而如果第一个游戏的图像看起来通常远高于60fps，但偶尔会下降到10fps，那么图形看起来就会不稳定。

如果您创建一个运行两个游戏10分钟的基准测试并且每隔一段时间对帧速率进行采样，它就会告诉您第一个游戏具有更好的性能。但它不会在波动中发现。这就是对象池要解决的问题。

当然，这不是涵盖所有案例的一揽子声明。一种情况是，池化不仅可以提高波动性，还可以提高原始性能，这是因为您经常分配大型阵列：只需设置arr.length = 0并重新使用arr，您就可以通过逃避未来的重新分析来提高性能。类似地，如果您经常创建非常大的对象，它们共享一个共同的模式（即，它们具有明确定义的属性集，因此您不必在清除每个对象时将它返回到池中，在这种情况下，您可能会看到池的性能提升。

正如我所说，通常说话，但这不是对象池的主要目的。

Answer 3

对象池用于避免通过重用现有对象来创建新对象的实例化成本。只有在实例化对象的成本大于使用池所产生的开销时，这才有用。

您所展示的是，非常简单的对象无法从池中获益。随着您的对象变得更加复杂，这可能会改变。我的建议是遵循KISS原则并忽略对象池，直到对象创建被证明太慢。

Answer 4

对象池可能有所帮助，特别是如果你正在搅拌很多对象。我最近写了一篇关于这个主题的文章，可能值得一读。

http://buildnewgames.com/garbage-collector-friendly-code/

Answer 5

我认为这取决于对象的复杂程度。我最近优化了一个JavaScript文字处理器，它使用与DOM对象配对的JS对象来处理文档中的每个元素。在实现对象池之前，我的测试文档的加载时间约为480毫秒。汇集技术将其减少到220毫秒。

这当然是轶事，但在我的情况下，它大大增加了应用程序的快速性，现在我经常在具有高对象更新的应用程序中使用池。

高性能JavaScript中的对象池？

5 个答案: