JS引擎執(zhí)行流程是怎樣的

這篇文章給大家介紹JS引擎執(zhí)行流程是怎樣的，內(nèi)容非常詳細(xì)，感興趣的小伙伴們可以參考借鑒，希望對大家能有所幫助。

前言

我強(qiáng)烈推薦的原因在于:

在用動圖的形式生動形象的講述了JavaScript引擎基本原理。

接觸了前端這么久以來，你每天跟JS打交道，你肯定也和我一樣認(rèn)為JavaScript很酷。但機(jī)器怎么能真正理解你寫的代碼呢?

由上面的思考點(diǎn),才引出此文:

帶你了機(jī)一下JavaScript引擎的基本原理，看看它是如何處理我們對人類友好的JS代碼，并將其轉(zhuǎn)化為機(jī)器所能理解的東西。

作為JavaScript的開發(fā)者，清楚明白它的過程，絕對是一件好事情。

基本概念

在這之前，我們得了解一些JS引擎的基礎(chǔ)知識。

什么是JS引擎，它幫我們做了什么事情呢?

我們都知道，我們寫得代碼，經(jīng)過處理，交給CPU，它是不認(rèn)識的，無法去執(zhí)行。而CPU認(rèn)識的是自己的指令集，指令集對應(yīng)的是匯編代碼。我們不可能去編寫這些指令集，于是乎，它出現(xiàn)了:

JavaScirpt引擎可以將JS代碼編譯為不同CPU(Intel,  ARM以及MIPS等)對應(yīng)的匯編代碼，這樣我們才不要去翻閱每個CPU的指令集手冊。

當(dāng)然了，編譯代碼不是它的唯一功能，比如代碼的執(zhí)行，分配內(nèi)存，垃圾回收機(jī)制都是它工作的。

對它有了一個大致的認(rèn)識，那我們常見的JS引擎有哪些呢?我發(fā)現(xiàn)，最知名的肯定是V8，至于一些其他的，感興趣的可以去查一查資料，

比如還有:

• SpiderMonkey (Mozilla)

• JavaScriptCore (Apple)

• Chakra (Microsoft)

• IOT：duktape、JerryScript

V8的內(nèi)容太多了，篇幅有限，后續(xù)再出一篇文章聊一聊。

太出名了，所以這篇文章介紹的知識主要基于 Node.js 和基于 Chromium 的瀏覽器所用的 V8 引擎。

主要流程圖

細(xì)節(jié)很多，所以主要分析的是主要的流程，如圖:

從圖上，我們可以總結(jié)一下幾個點(diǎn):

• 生成抽象語法樹

• 詞法分析

• 語法分析

• 生成字節(jié)碼

• 執(zhí)行代碼

• 即時編譯

• 內(nèi)聯(lián)緩存

生成抽象語法樹

HTML解析器遇到了一個帶有源的腳本標(biāo)簽。這個源的代碼會從網(wǎng)絡(luò)、緩存或已安裝的服務(wù)工作者那里加載。響應(yīng)是請求的腳本作為字節(jié)流，由字節(jié)流解碼器來處理。字節(jié)流解碼器對正在下載的字節(jié)流進(jìn)行解碼。

進(jìn)行解碼

詞法分析

生成抽象語法樹的 第一個階段是分詞(tokenize)，又叫詞法分析。

字節(jié)流解碼器會先從代碼字節(jié)流中創(chuàng)建 令牌 (token)。

注：令牌可以理解為語法上不可能再分的，最小的單個字符或字符串)。

例如，0066解碼為f，0075解碼為u，006e解碼為n，0063解碼為c，0074解碼為t，0069解碼為i，006f解碼為o，006e解碼為n，接著后面是一個空格。然后你會發(fā)現(xiàn)，他們組合起來就是  function。

這是JavaScript中的一個保留關(guān)鍵字。

一個令牌被創(chuàng)建，并被發(fā)送到解析器(parser)。其余的字節(jié)流也是如此,具體如下圖:

詞法分析

語法分析

第二個階段是解析(parse)，也叫語法分析。

該引擎使用兩個解析器：預(yù)解析器和解析器。為了減少加載網(wǎng)站的時間，該引擎試圖避免解析那些不需要立即使用的代碼。

預(yù)解析器處理以后可能會用到的代碼，而解析器則處理立即需要的代碼!

如果某個函數(shù)只有在用戶點(diǎn)擊某個按鈕后才會被調(diào)用，那么就沒有必要為了加載網(wǎng)站而立即編譯這段代碼了。

如果用戶最終點(diǎn)擊了按鈕，需要那段代碼，它就會被送到解析器中。

解析器根據(jù)它從字節(jié)流解碼器收到的標(biāo)記創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)。通過這些節(jié)點(diǎn)，它創(chuàng)建了一個抽象語法樹或AST，如圖:

語法分析

值得思考的是，AST到底是什么呢?(到底是怎么樣的一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)呢,babel里面是不是也有這些概念呢)

接下來，是解釋器的時間了，解釋器瀏覽AST，并根據(jù)AST包含的信息生成字節(jié)代碼。一旦字節(jié)碼被完全生成，AST就會被刪除，從而清除內(nèi)存空間。最后，我們有了一個機(jī)器可以工作的東西。

生成字節(jié)碼

剛剛我們提到，解釋器瀏覽AST，并根據(jù)AST包含的信息生成字節(jié)代碼，那么它的過程是怎么樣的呢?

大致上，你可以這么理解:

AST交給解釋器(interpreter)，遍歷整個AST，就會生成字節(jié)碼。當(dāng)字節(jié)碼生成后，AST 便會被刪除以節(jié)省內(nèi)存空間。最終我們得到了更貼近 機(jī)器碼  的 字節(jié)碼。

這里的 字節(jié)碼 是介于 AST 和 機(jī)器碼 之間的一種代碼，它還是需要通過 解釋器 將其轉(zhuǎn)換為 機(jī)器碼 后才能執(zhí)行

那我們通過一個圖來看看它的過程吧:

生成字節(jié)碼

代碼執(zhí)行

我們有了字節(jié)碼后，就可以進(jìn)入執(zhí)行階段了。

即使編譯

雖然字節(jié)碼的速度很快，但它還可以更快。當(dāng)這個字節(jié)碼運(yùn)行時，信息就會被生成。

它可以檢測到某些行為是否經(jīng)常發(fā)生，以及被使用的數(shù)據(jù)類型。也許你一直在調(diào)用一個函數(shù)幾十次：是時候優(yōu)化它了，這樣它的運(yùn)行速度會更快  。字節(jié)代碼，連同生成的類型反饋，被發(fā)送到優(yōu)化編譯器。優(yōu)化編譯器接收字節(jié)碼和類型反饋，并從中生成高度優(yōu)化的機(jī)器代碼。

這種技術(shù)也被稱為 即時編譯(JIT：Just In Time)，而上面所說的 優(yōu)化編譯器 也叫 JIT 編譯器。

具體的話，可以參考下面的圖:

及時編譯

內(nèi)聯(lián)緩存

JavaScript是一種動態(tài)類型的語言，這意味著數(shù)據(jù)的類型可以不斷變化。如果JavaScript引擎每次都要檢查某個值的數(shù)據(jù)類型，那就會非常慢。

處于上訴所說，引擎有了一種叫做內(nèi)聯(lián)緩存 (inline caching) 的技術(shù)。

具體流程是這樣子的:

為了減少解釋代碼的時間，優(yōu)化的機(jī)器代碼只處理引擎在運(yùn)行字節(jié)碼時曾經(jīng)見過的情況。如果我們反復(fù)使用某段代碼，反復(fù)返回相同的數(shù)據(jù)類型，那么優(yōu)化后的機(jī)器代碼可以簡單地重復(fù)使用，以加快速度。

然而，由于JavaScript是動態(tài)類型的，可能會發(fā)生同一段代碼突然返回不同類型的數(shù)據(jù)。如果發(fā)生這種情況，機(jī)器代碼就會被取消優(yōu)化，引擎就會退回到解釋生成的字節(jié)碼。假設(shè)某個函數(shù)被調(diào)用了100次，到目前為止總是返回相同的值。它將假設(shè)在你第101次調(diào)用它時，它也會返回這個值。

假設(shè)我們有以下函數(shù)sum，(到目前為止)每次都是以數(shù)值作為參數(shù)來調(diào)用,如圖:

如果這是真的，就不需要動態(tài)查找，它可以重新使用優(yōu)化后的機(jī)器代碼。否則，如果假設(shè)不正確，它就會恢復(fù)到原來的字節(jié)碼，而不是優(yōu)化后的機(jī)器碼。例如，下一次我們調(diào)用它時，我們傳遞一個字符串而不是一個數(shù)字。由于JavaScript是動態(tài)類型的，我們可以這樣做而不會有任何錯誤!

如圖:

這意味著數(shù)字2將被強(qiáng)制變成一個字符串，而函數(shù)將返回字符串 "12"。它回到執(zhí)行解釋的字節(jié)碼并更新類型反饋。

以上就是JS引擎執(zhí)行流程是怎樣的，小編相信有部分知識點(diǎn)可能是我們?nèi)粘９ぷ鲿姷交蛴玫降?。希望你能通過這篇文章學(xué)到更多知識。更多詳情敬請關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。

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