v8与javascript
介绍
V8 是一个由 Google 开发的开源 JavaScript（解释行语言） 引擎，用C++（编译型语言）编写，目前用在 Chrome 浏览器和 Node.js 中，其核心功能是执行易于人类理解的 JavaScript 代码。由于V8引擎在JavaScript性能优化方面做了很大的提升，所以也让他成为了大众喜爱的开源高性能JavaScript引擎。
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背景
Google (丹麦)研发小组在 2006 年开始研发 V8 ，部分的原因是 Google 对既有 JavaScript 引擎的执行速度不满意, 在2008年推出chrome, 巨大的速度优势, 迅速占领市场. 2017年chrome的市场占有达到59%.
应用
Chrome浏览器JS的引擎是V8
Nodejs的运行环境是V8引擎
electron的底层引擎也是V8
原因
这里先说一下什么是编译型语言和解释性语言：
编译型语言： 在程序执行之前必须进行专门的编译过程，有如下特点：
- 只须编译一次就可以把源代码编译成机器语言，后面的执行无须重新编译，直接使用之前的编译结果就可以；因此其执行的效率比较高；
- 编译性语言代表：C、C++、Java、Pascal/Object Pascal（Delphi）；
程序执行效率比较高，但比较依赖编译器，因此跨平台性差一些；
- 不同平台对编译器影响较大。
- 16位系统下int是2个字节（16位），而32位系统下int占4个字节（32位）；
- 32位系统下long类型占4字节，而64位系统下long类型占8个字节；
解释性语言 - 解释行语言，支持动态类型，弱类型，在程序运行的时候才进行编译，而编译前需要确定变量的类型，效率比较低，对不同系统平台有较大的兼容性.
- 源代码不能直接翻译成机器语言，而是先翻译成中间代码，再由解释器对中间代码进行解释运行；
- 源代码—>中间代码—>机器语言
- 程序不需要编译，程序在运行时才翻译成机器语言，每执行一次都要翻译一次；
- 解释性语言代表：Python、JavaScript、Shell、Ruby、MATLAB等；
- 运行效率一般相对比较低，依赖解释器，跨平台性好；
比较：
- 一般，编译性语言的运行效率比解释性语言更高；但是不能一概而论，部分解释性语言的解释器通过在运行时动态优化代码，甚至能使解释性语言的性能超过编译性语言；
- 编译性语言的跨平台特性比解释性语言差一些；
进过以上说明，解释性语言，运行效率低，随着Web相关技术的发展，JavaScript所要承担的工作也越来越多，早就超越了“表单验证”的范畴，这就更需要快速的解析和执行JavaScript脚本。V8引擎就是为解决这一问题而生，在node中也是采用该引擎来解析JavaScript。
编程语言是如何运行的
众所周知，我们通过编程语言完成的程序是通过处理器运行的。但是处理器不能直接理解我们通过高级语言（如C++、Go、JavaScript等）编写的代码，只能理解机器码，所以在执行程序之前，需要经过一系列的步骤，将我们编写的代码翻译成机器语言。这个过程一般是由编译器（Compiler） 或者解释器（Interpreter） 来完成。
那么编译器和解释器的工作流程是怎样的呢？
从上图可以看出它们的大概的工作流程。那么既然编译器和解释器都可以完成代码翻译的工作，为何还同时存在呢？
这是因为编程语言有两个类别：静态类型和动态类型。静态类型的语言，比如C++、Go等，都需要提前编译 （AOT） 成机器码然后执行，这个过程主要使用编译器来完成；而动态语言，比如JavaScript、Python等，只在运行时进行编译执行 （JIT） ，这个过程通过解释器完成。
通过上面的描述，我们已经知道了JavaScript是通过解释器来进行翻译执行的，那么JavaScript引擎V8执行Js代码的详细过程是怎么样的呢？接下来我们详细分析一下。
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V8执行Js代码的整体流程
在这个过程中，V8同时使用了Parser（解析器） 、Ignition（解释器） 和TurboFan（优化编译器） 来执行Js代码。
当v8执行javascript源码时候，解析器会把源码解析成抽象语法树（AST），然后解释器再将AST翻译成字节码，一边解释，一边执行。在此过程中，解释器会记特定的代码片段的运行次数，如果运行次数超过了某个阈值，该段代码会被标记为热代码。并将运行信息反馈给优化编译器。优化编译器根据反馈信息，优化并编译字节码。最终生成优化后的机器码，当该段代码继续执行，解释器就直接使用优化机器代码执行，不用再次解释，从而大大提高了代码运行效率，这种在运行时编译代码的技术，也被称为JIT（即时编译）。通过JIT可以极大提升JavaScript代码的执行性能。
1.Parser生成抽象语法树
在Chrome中开始下载Javascript文件后，Parser就会开始并行在单独的线程上解析代码。这意味着解析可以在下载完成后仅几毫秒内完成，并生成AST。
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上图是一段Js代码转成AST后的结构图，从图中可以看出AST是把代码结构化成树状结构表示，这样做是为了更好的让编译器或者解释器理解。此外，AST还广泛应用于各类项目中，比如Babel、ESLint，那么AST的生成过程是怎么样的呢？
1. 词法分析（lexical analysis） ：主要是将字符流（char stream） 转换成标记流（token stream） ，字符流就是我们一行一行的代码，token是指语法上不能再分的、最小的单个字符或者字符串。
var name = "ivweb"
//转成token后为
[
{
"type": "Keyword",
"value": "var"
},
{
"type": "Identifier",
"value": "name"
},
{
"type": "Punctuator",
"value": "="
},
{
"type": "String",
"value": ""ivweb""
},
{
"type": "Punctuator",
"value": ";"
}
]
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从上面可以看出，var name = "ivweb"; 这样一段代码，会有关键字"var"、标识符"name"、赋值运算符"="、字符串"ivweb"、分隔符";"，共5个token。
2. 语法分析：将前面生成的token流根据语法规则，形成一个有元素层级嵌套的语法规则树，这个树就是AST。在此过程中，如果源代码不符合语法规则，则会终止，并抛出“语法错误”。
2.Ignition生成字节码
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字节码是机器码的抽象，可以看作是小型的构建块，这些构建块组合到一起构成任何JavaScript功能。字节码比机器码占用更小的内存，这也是为什么V8使用字节码的一个很重要的原因。字节码不能够直接在处理器上运行，需要通过解释器将其转换为机器码后才能执行。
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通过上图可以看出，Ignition把前一步得到的AST通过字节码生成器经过一些列的优化生成字节码。
在这个过程中：
- Register Optimizer： 主要是避免寄存器不必要的加载和存储；
- Peephole Optimizer： 寻找直接码中可以复用的部分，并进行合并；
- Dead-code Elimination： 删除无用的代码，减少字节码的大小
通过上面三个过程的优化进一步减小字节码的大小并提高性能，最后Ignition执行优化后的字节码。
3.执行代码及优化
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Ignition执行上一步生成的字节码，并记录代码运行的次数等信息，如果同一段代码执行了很多次，就会被标记为 “HotSpot”（热点代码） ，然后把这段代码发送给 编译器TurboFan，然后TurboFan把它编译为更高效的机器码储存起来，等到下次再执行到这段代码时，就会用现在的机器码替换原来的字节码进行执行，这样大大提升了代码的执行效率。
另外，当TurboFan判断一段代码不再为热点代码的时候，会执行去优化的过程，把优化的机器码丢掉，然后执行过程回到Ignition。
