Facebook 于昨日发布了新的JavaScript引擎：Hermes，专注于提高React Native应用的性能，并且在市面上那些内存较少、存储速度较慢且计算能力低下的移动设备上都有良好的表现。

移动应用变得愈加繁重的同时也愈加复杂了。开发者为应用添加新功能时通常会遇到卡顿等性能问题。虽然出现性能问题的原因是多种多样的，但用户不关心这些，他们只希望自己在任何设备上使用应用时都能有流畅的体验。

为了提高Facebook应用的性能，我们的团队不断改进自己的JavaScript代码和平台。在分析性能数据时，我们发现JavaScript引擎本身是影响启动性能和应用包体积的重要因素。有了这些数据，我们意识到必须在比PC端限制更多的移动环境中优化JavaScript性能。尝试了各种方案后，我们构建了一个新的JavaScript引擎：Hermes。它旨在提高应用性能，专注于React Native应用，并且在市面上那些内存较少、存储速度较慢且计算能力低下的移动设备上都有良好的表现。

在Chain React 2019大会上，我们发布了Hermes JavaScript引擎。我们已经开源了Hermes引擎及用于React Native的Hermes集成。我们很高兴能与开源社区合作，让开发者立即开始使用Hermes。

Hermes如何提升React Native性能

对于基于JavaScript的移动应用而言，用户体验主要取决于下面这些指标：

应用程序可用的时间，称为交互时间（TTI）
需要下载的数据大小（在Android上就是APK大小）
内存利用率

在Google Pixel上运行React Native应用的MatterMost性能指标，可反映印度等市场中流行智能手机的表现。

值得注意的是，这几大指标与引擎执行JavaScript代码时的CPU使用率关系并不大。关注这些指标意味着我们需要发展出与当今大多数JavaScript引擎不一样的策略和取舍。因此我们的团队需要从零开始设计和构建Hermes。专注于这些指标后，我们的实现为React Native应用程序带来了实质性的改进。

由于Hermes是针对移动应用优化的，因此我们没有计划将其集成到任何浏览器或Node.js等服务端基础架构中。在这些环境中现有的JavaScript引擎仍然是首选。

Hermes的架构设计要素

移动设备存在诸多限制，诸如内存较少，闪存较慢等。于是我们在架构层面做了一些针对性优化设计，具体内容有：

字节码预编译

通常来说，JavaScript引擎会在加载后才解析JavaScript源代码并生成字节码，JavaScript代码需要在生成字节码后才开始执行。为了跳过这一步，Hermes引入了一个预编译器，在移动应用构建过程中运行。这样一来优化字节码的时间可以更长，使字节码更小、效率更高。现在还可以针对整个程序做优化，例如删除重复数据和打包字符串表等。

字节码的设计使其在运行时可以映射到内存中并解释，而无需急切地读取整个文件。许多中低端移动设备上性能较差的闪存I/O显著增加了延迟，因此按需从闪存加载体积经过优化的字节码会显著提升TTI。此外，由于内存以只读方式映射并由文件支持，因此不使用虚拟内存的移动操作系统（如Android）可以在内存不足时清除这些页面，进而减少了内存较少的设备上杀掉进程的现象。

尽管压缩后的字节码比压缩后的JavaScript源代码略大，但由于Hermes的原生代码体积较小，因此Hermes从整体上减少了Android React Native应用的体积。

无JIT

为了加快执行，流行的JavaScript引擎可以懒惰地将频繁解释的代码编译为机器码。这项工作由即时（JIT）编译器执行。

Hermes现在并没有JIT编译器。这意味着Hermes在某些基准测试中表现不会很出色，特别是那些依赖于CPU性能的基准测试。这一设计是有意为之：这些基准很难反映移动应用程序的实际工作负载。我们也对JIT做过一些实验，但我们认为想要获得真正的速度提升还是要关注上述现实指标。因为JIT必须在应用程序启动时预热，所以它们难以改善TTI，甚至可能会损害TTI。此外，JIT会增加原生代码体积和内存消耗，这会对我们的主要指标产生负面影响。JIT可能会拖累我们最关心的指标，因此我们选择不实现JIT。以此为代价，我们更关注Hermes的解释器性能表现。

垃圾回收策略

在移动设备上内存的高效利用尤为重要。低端设备的内存有限，通常也没有操作系统虚拟内存，操作系统会强制杀掉使用过多内存的应用程序。当应用被杀后再次使用时需要缓慢地重启，且后台功能也会受到影响。在早期测试中我们了解到，在32位设备上运行大型应用时虚拟地址（VA）空间，尤其是连续的VA空间都能是一种有限的资源，就算用了物理页面懒惰分配都没多大帮助。

为了尽量优化引擎使用的内存和VA空间，我们构建了一个具有以下功能的垃圾回收器：

按需分配：仅在需要时以块的形式分配VA空间。
非连续：VA空间不必在单个内存范围内，这避免了32位设备上的资源限制。
移动：能够移动对象意味着可以对内存进行碎片整理，并将不再需要的块返回给操作系统。
分代：每次GC时不扫描整个JavaScript堆，减少GC时间。

开发者体验

开发者要开始使用Hermes时需要对其build.gradle文件做一些更改，并重新编译应用程序。请参阅在React Native上迁移到Hermes的完整说明。

project.ext.react = [
  entryFile: "index.js",
  enableHermes: true
]

懒编译

高迭代速度是基于JavaScript的平台的主要优势之一，但预编译字节码会削弱这一优势。为了快速重载，Hermes调试版本不使用预编译；相反，它们在设备上懒惰地生成字节码。这样开发者就可以使用Metro或其他纯JavaScript代码源进行快速迭代。代价是懒惰编译的字节码不包括生产构建的所有优化特性。实际上虽然我们能注意到性能上的差距，但我们发现这种方法足以在不影响生产指标的情况下提供良好的开发者体验。

标准兼容

Hermes目前的目标是ES6规范，我们打算在发展中跟紧最新的JavaScript规范。为了优化引擎的大小，我们选择不支持React Native应用程序中似乎不常用到的一些语言功能，例如代理和本地eval()。完整列表可以在我们的GitHub上查阅。

调试

为了提供出色的调试体验，我们通过DevTools协议实现了对Chrome远程调试的支持。时至今日，React Native还只支持在Chrome中运行应用的JavaScript代码时使用应用内代理调试。有了这种支持就能调试应用了，但React Native桥接器中不能同步原生调用。Hermes对远程调试协议的支持允许开发者连接到在其设备上运行的Hermes引擎，并使用与生产中相同的引擎原生调试其应用程序。除了调试之外，我们还在考虑实现对Chrome DevTools协议的额外支持。

针对React Native的改进

为了简化Hermes的迁移工作并继续在iOS上支持JavaScriptCore，我们构建了JSI；这是一种用于在C++应用程序中嵌入JavaScript引擎的轻量级API。此API使React Native工程师可以实现自己的基础架构改进。Fabric就使用了JSI，它可以抢占React Native呈现；TurboModules也用了JSI，它缩小了原生模块的体积，可以根据React Native应用程序的需要懒加载。

React Native是我们最初的用例，也是我们到目前为止大多数工作的重心，但我们并没有就此止步。我们打算构建时间和内存分析工具，以帮助开发者更轻松地改进他们的应用程序。我们希望完全支持Visual Studio Code调试器协议，引入完成量等新功能。我们还希望发展其他移动用例。

没有社区的参与，任何开源项目都不可能成功。我们希望大家能在自己的React Native应用程序中尝试Hermes，看看它是如何工作的，并帮助我们让Hermes更加大众化。我们特别想知道社区认为哪些用例最好用，用例是不是React Native都无所谓。

我们要感谢Tzvetan Mikov、Will Holen以及Hermes团队的其他成员，他们为Hermes的构建和开源工作做出了重要贡献。

英文原文： https://code.fb.com/android/hermes/

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