v8的HeapObject解析

一.HeapObject之内存结构

v8使用HeapObject作为js object的基类，其优点是一方面可以加快访问速度，另外还可以通过垃圾回收进行管理，所有从HeapObject派生的类，都是原始的struct结构，它使用四字节作为一个字段，第一个四字节字段是map指针，指向一个map对象，当然这个map对象也是从HeapObject派生的，我们可以从这样的派生类定义中看到其内存结构。以StringObject为例，可参看 StringObject的内存布局， JSReceiver及其派生类的内存布局

二.HeapObject中字段的设置与获取

HeapObject及其派生类对象中的字段是靠getter和setter来获取和设置的，但是在他们的定义中却找不到getter和setter函数，那么它们定义在哪里呢？

在objects.h中，宏DECL_ACCESSORS定义如下：

#define DECL_ACCESSORS(name, type)                                      \
  inline type* name();                                                  \
  inline void set_##name(type* value,                                   \
                         WriteBarrierMode mode = UPDATE_WRITE_BARRIER); \

每个HeapObject中必然有该宏来声明getter和setter函数

在objects-inl.h，宏ACCESSORS定义了getter和setter函数

#define ACCESSORS(holder, name, type, offset)                           \
  type* holder::name() { return type::cast(READ_FIELD(this, offset)); } \
  void holder::set_##name(type* value, WriteBarrierMode mode) {         \
    WRITE_FIELD(this, offset, value);                                   \
    CONDITIONAL_WRITE_BARRIER(GetHeap(), this, offset, value, mode);    \
  }

另外，在该头文件中，还有大量类使用ACCESSORS宏定义其getter和setter函数

该宏中使用了READ_FIELD和WRITE_FIELD宏来读写指定offset的内容

#define FIELD_ADDR(p, offset) \
  (reinterpret_cast<byte*>(p) + offset - kHeapObjectTag)

#define READ_FIELD(p, offset) \
  (*reinterpret_cast<Object**>(FIELD_ADDR(p, offset)))

#define WRITE_FIELD(p, offset, value) \
  (*reinterpret_cast<Object**>(FIELD_ADDR(p, offset)) = value)

三.TypeChecker and Cast

由于使用了Struct的内存结构，无法像C++那样在运行期保证Object的类型，v8定义了如下的宏来保证类型和转换的正确性(在objects-inl.h中定义)

#define TYPE_CHECKER(type, instancetype)                                \
  bool Object::Is##type() {                                             \
  return Object::IsHeapObject() &&                                      \
      HeapObject::cast(this)->map()->instance_type() == instancetype;   \
  }

判断type是否是instancetype

#define CAST_ACCESSOR(type)                     \
  type* type::cast(Object* object) {            \
    ASSERT(object->Is##type());                 \
    return reinterpret_cast<type*>(object);     \
  }

把Object指针强制转换为type*类型

我们可以看到这里使用了map的instance_type进行实例的类型判断，它们实际上定义了两类函数，TYPE_CHECKER宏为Object类定义IsType函数，CAST_ACCESSOR宏为不同的类定义cast函数，同样在该文件中，若干个类使用了这两个宏来定义IsType和cast函数

四.注意事项

HeapObject* HeapObject::FromAddress(Address address) {
  ASSERT_TAG_ALIGNED(address);
  return reinterpret_cast<HeapObject*>(address + kHeapObjectTag);
}

Address HeapObject::address() {
  return reinterpret_cast<Address>(this) - kHeapObjectTag;
}

还有另外一点，set和get函数对成员变量操作的时候，传入的类型都是指针，需要特别注意，因为每个成员变量都是4字节的，所以他们被get出来，或者被set的时候，都是以指针的形式，当然这并不意味着它的值就一定是一个真实的地址，也可能是一个数值，被强转为指针