为什么需要JavaScript引擎
- 我们前面说过,高级的编程语言都是需要转成最终的机器指令来执行的;
- 事实上我们编写的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
- 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;
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;
V8引擎执行JavaScript代码的过程
- 我们来看一下官方对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。
解析的过程:
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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:
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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;
- 如果函数没有被调用,那么是不会被转换成AST的;
- Parse的V8官方文档: v8.dev/blog/scanne…
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Ignition是一个解释器,会将AST转换成ByteCode(字节码)
- 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);
- 如果函数只调用一次,Ignition会执行解释执行ByteCode;
- Ignition的V8官方文档: v8.dev/blog/igniti…
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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;
- 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;
- 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;
- TurboFan的V8官方文档: v8.dev/blog/turbof…
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官方的解析图:
深入解析:
为什么要有预解析:比如函数里边嵌套函数,调用外层函数,浏览器在解析js代码的时候,会对整体进行预解析,但是不会对里边函数的内容进行解析,来提高性能
那么我们的JavaScript源码是如何被解析(Parse过程)的呢?
- Blink将源码交给V8引擎,Stream获取到源码并且进行编码转换;
- Scanner会进行词法分析(lexical analysis),词法分析会将代码转换成tokens;
- 接下来tokens会被转换成AST树,经过Parser和PreParser:
- Parser就是直接将tokens转成AST树架构;
- PreParser称之为预解析,为什么需要预解析呢?
- 这是因为并不是所有的JavaScript代码,在一开始时就会被执行。那么对所有的JavaScript代码进行解析,必然会影响网页的运行效率;
- 所以V8引擎就实现了Lazy Parsing(延迟解析) 的方案,它的作用是将不必要的函数进行预解析,也就是只解析暂时需要的内容,而对函数的全量解析是在函数被调用时才会进行;
- 比如我们在一个函数outer内部定义了另外一个函数inner,那么inner函数就会进行预解析;
- 生成AST树后,会被Ignition转成字节码(bytecode),之后的过程就是代码的执行过程