一、JavaScript运行原理

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1.JavaScript是一门编程语言

编程语言的发展历史大致可以分为三个阶段:

  1. 机器语言:1000100111011000,一些机器指令。
  2. 汇编语言:mov ax,bx,一些汇编指令。
  3. 高级语言:C、C++、Java、JavaScript、python。 JavaScript作为一门高级的编程语言,计算机并不认识它,所以我们的代码最终要编写为机器指令。

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2.浏览器介绍

1.浏览器的工作原理

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2.认识浏览器内核

不同的浏览器有不同的内核组成

  • Gecko:早期被Netscape和Mozilla Firefox浏览器浏览器使用;
  • Trident:微软开发,被IE4~IE11浏览器使用,但是Edge浏览器已经转向Blink;
  • Webkit:苹果基于KHTML开发、开源的,用于Safari,Google Chrome之前也在使用;
  • Blink:是Webkit的一个分支,Google开发,目前应用于Google Chrome、Edge、Opera等;
  • 等等... 事实上,我们经常说的浏览器内核指的是浏览器的排版引擎: 排版引擎(layout engine),也称为浏览器引擎(browser engine)、页面渲染引擎(rendering engine) 或样版引擎。

3.浏览器渲染过程

在执行过程中,HTML解析的时候遇到了JavaScript标签会停止解析HTML,而去加载和执行JavaScript代码。而JavaScript代码由JavaScript引擎执行。

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4.认识JavaScript引擎

高级的编程语言都是需要转成最终的机器指令来执行的;我们编写的JavaScript无论你交给浏览器或者Node执行,最后都是需要被CPU执行的;但是CPU只认识自己的指令集,实际上是机器语言,才能被CPU所执行;所以我们需要JavaScript引擎帮助我们将JavaScript代码翻译成CPU指令来执行;

比较常见的JavaScript引擎有哪些呢?

  • SpiderMonkey:第一款JavaScript引擎,由Brendan Eich开发(也就是JavaScript作者);
  • Chakra:微软开发,用于IT浏览器;
  • JavaScriptCore:WebKit中的JavaScript引擎,Apple公司开发;
  • V8:Google开发的强大JavaScript引擎,也帮助Chrome从众多浏览器中脱颖而出;
  • 等等...

5.浏览器内核和JS引擎的关系

这里我们先以WebKit为例,WebKit事实上由两部分组成的:

  • WebCore:负责HTML解析、布局、渲染等等相关的工作;
  • JavaScriptCore:解析、执行JavaScript代码; 看到这里,学过小程序的同学有没有感觉非常的熟悉呢? 在小程序中编写的JavaScript代码就是被JSCore执行的;

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3.V8引擎介绍

1.V8引擎原理

官方对V8引擎的定义:

V8是用C++编写的Google开源高性能JavaScript和WebAssembly引擎,它用于Chrome和Node.js等。 它实现ECMAScript和WebAssembly,并在Windows 7或更高版本,macOS 10.12+和使用x64,IA-32,ARM或MIPS处理器的Linux系统上运行。 V8可以独立运行,也可以嵌入到任何C ++应用程序中。

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2.V8引擎的架构

  • V8引擎本身的源码非常复杂,大概有超过100w行C++代码,通过了解它的架构,我们可以知道它是如何对JavaScript执行的:
  • Parse模块会将JavaScript代码转换成AST(抽象语法树),这是因为解释器并不直接认识JavaScript代码;
  1. 如果函数没有被调用,那么是不会被转换成AST的;
  2. Parse的V8官方文档:v8.dev/blog/scanne…
  • Ignition是一个解释器,会将AST转换成ByteCode(字节码)
  1. 同时会收集TurboFan优化所需要的信息(比如函数参数的类型信息,有了类型才能进行真实的运算);
  2. 如果函数只调用一次,Ignition会执行解释执行ByteCode;
  3. Ignition的V8官方文档:v8.dev/blog/igniti…
  • TurboFan是一个编译器,可以将字节码编译为CPU可以直接执行的机器码;
  1. 如果一个函数被多次调用,那么就会被标记为热点函数,那么就会经过TurboFan转换成优化的机器码,提高代码的执行性能;
  2. 但是,机器码实际上也会被还原为ByteCode,这是因为如果后续执行函数的过程中,类型发生了变化(比如sum函数原来执行的是number类型,后来执行变成了string类型),之前优化的机器码并不能正确的处理运算,就会逆向的转换成字节码;
  3. TurboFan的V8官方文档:v8.dev/blog/turbof…

3.V8引擎解析图(官方)

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