【JavaScript运行原理之V8引擎】V8引擎解析JavaScript代码原理

1. 编程语言的执行

高级语言最终都需要编译为低级语言才能被硬件执行&＃xff0c;越高级的语言中间的转换时间越长&＃xff0c;效率越低&＃xff0c;越低级的语言执行素的越快&＃xff0c;但是由于缺少高级语言便捷的语法特性所以很难编写代码。

2. 大杂烩JS

它是作者在1995年花10天写出来的&＃xff0c;整个语言差不多是很多语言的大杂烩&＃xff1a;

• 借鉴了C语言的基本语法&＃xff1b;
• 借鉴了Java的数据类型和内存管理
• 借鉴了Scheme语言&＃xff0c;将函数作为一等公民
• 借鉴了Self语言&＃xff0c;使用了原型继承机制&＃xff0c;基于原型prototype的继承机制
  所以JS算是 函数式编程 和 面向对象编程的混合产物。

3. 动态语言JS

通过var声明一个变量&＃xff0c;可以给这个变量赋值任何数据类型的值&＃xff0c;所以称js是一门动态语言。

但这也有一个缺点&＃xff1a;我们在声明了复杂数据类型以后&＃xff0c;可以随便删除、修改里面的属性&＃xff0c;这对开发者来说是很爽的&＃xff0c;但是对于编译器来说就是一场灾难&＃xff0c;因为源代码里提供的信息太少了&＃xff0c;js的语言特性让编译器没办法在运行前知道变量的类型&＃xff0c;只有在运行期间才能确定各个变量的类型&＃xff0c;这就导致了JS无法在运行前编译出更加迅速的低级语言代码。

但是现在的JS编译引擎都使用了运行时编译&＃xff0c;在运行时阶段生成机器代码&＃xff0c;而不是提前生成&＃xff0c;这就是把代码的运行和生成机器代码同时执行&＃xff0c;在运行阶段收集变量的类型信息&＃xff0c;然后根据这些信息编译生成机器代码&＃xff0c;然后直接使用这些机器代码。像Java这样的语言都是在运行前生成好机器代码。

4. Javascript引擎

JS作为一门高级语言&＃xff0c;它被CPU执行之前&＃xff0c;需要通过某种程序将js转换成机器语言并执行&＃xff0c;这种程序就是Javascript引擎。
Javascript有很多引擎但是在编译JS时流程是差不多的&＃xff1a;

1. 将js源码通过解析器解析成抽象语法树AST&＃xff1b;
2. 接着通过接着再通过解释器将AST编译成字节码&＃xff0c;字节码与平台无关&＃xff0c;可以在任何操作系统上运行
3. 字节码最后通过编译器生成机器码&＃xff0c;由于不同平台使用 的机器代码会有差异&＃xff0c;所以编译器会根据当前平台生成相应的机器码&＃xff08;汇编代码&＃xff09;。
   这是一个简化流程&＃xff0c;在不同JS引擎中表现会有一定的差异。

5. 什么是V8引擎

V8 是一个接收Javascript代码&＃xff0c;并编译代码&＃xff0c;执行代码的一个C&＃43;&＃43;程序&＃xff0c;编译后的代码可以在多种操作系统&＃xff0c;多种处理器上运行。

V8的工作&＃xff1a;编译执行js代码、处理调用栈、内存分配、垃圾回收。

6. V8如何编译执行js代码

一般引擎在编译执行js代码都会用到3个重要的组件&＃xff1a;解析器、解释器、编译器。

• 解析器&＃xff1a;负责将js源代码解析为抽象语法树AST
• 解释器&＃xff1a;将AST解释为字节码&＃xff0c;同时解释器也有直接解释执行字节码的能力
• 编译器&＃xff1a;将字节码编译为运行高效的汇编语言&＃xff08;机器码&＃xff09;

编译流程&＃xff1a;

1. 由解析器将js解析为抽象语法树AST
2. 通过解释器将AST生成字节码&＃xff0c;此时AST就被清除了&＃xff0c;释放内存空间。生成的字节码直接被解释器执行&＃xff0c;同时生成的字节码将作为基准执行模型&＃xff0c;
3. 在代码不断运行的过程中&＃xff0c;解释器会收到很多可以用于优化代码的信息&＃xff0c;比如变量的类型&＃xff0c;哪些函数执行的频率较高这些信息会收集给编译器&＃xff0c;编译器会根据这些信息编译出经过优化的机器代码

注意&＃xff1a; 优化后的机器代码也可能会被还原成字节码&＃xff0c;因为js时一门动态语言&＃xff0c;会导致编译器收集到的变量的类型不一致&＃xff0c;比如你一开始声明函数接收的参数时int类型&＃xff0c;函数被标记为热点函数后就会生成机器码&＃xff0c;但是后边调用函数你传入的参数时String类型&＃xff0c;机器码不知道如何处理字符串参数&＃xff0c;于是就需要回退到字节码&＃xff0c;由解释器来解释执行&＃xff0c;效率就会变低。所以我们尽量不要把一个变量的类型变来变去&＃xff08;TS了解一下&＃xff09;。

7. 编译器处理js过程中的优化策略&＃xff1a;

1. 若函数只是声明&＃xff0c;没有被调用&＃xff0c;则不被解析生成AST
2. 若函数只被调用一次&＃xff0c;则生成字节码后就直接被解释执行&＃xff0c;不会进行优化编译为机器代码
3. 函数若被调用多次&＃xff0c;则可能会被标记为热点函数&＃xff0c;可能会被编译为机器代码&＃xff0c;之后调用这个函数时&＃xff0c;直接调用机器代码