V8引擎的解析过程

2023-04-02 本文已影响0人木木化燕

认识浏览器的内核

不同的浏览器又不同的内核组成
- Gecko：早期被Netscape和Mozilla Friefox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；
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）或模板引擎。

但是在这个执行过程中，HTML解析的时候遇到了JavaScript标签，应该怎么办？
- 会停止解析HTML，而去加载和执行JavaScript代码；
  
  浏览器渲染过程.png
那么，JavaScript代码由谁来执行呢？
- JavaScript引擎

为什么需要JavaScript引擎呢？
- 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；

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、渲染等相关的工作；
- JavaScriptCore：解析、执行JavaScript代码；
在小程序中编写的JavaScript代码就是被JSCore执行的；

浏览器内核和JS引擎的关系.png

我们来看一些官方对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。
  V8引擎的原理.png
Parse对JavaScript源代码进行解析，包括词法分析和语法分析

const name = "why"
// 词法分析: 
tokens: [{type: "keyword", value: "const"}, 
{type: 'identifier', value: 'name'}]

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），这是因为解析器并不直接认识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：https://v8.dev/blog/scanner
Ignition是一个解析器，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会解析执行ByteCode；
- Ignition的V8官方文档：https://v8.dev/blog/ignition-interpreter
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：https://v8.dev/blog/turbofan-jit