文的目的就是要保證你徹底弄懂javascript的執行機制,如果讀完本文還不懂,可以揍我。
不論你是javascript新手還是老鳥,不論是面試求職,還是日常開發工作,我們經常會遇到這樣的情況:給定的幾行代碼,我們需要知道其輸出內容和順序。因為javascript是一門單線程語言,所以我們可以得出結論:
看到這里讀者要打人了:我難道不知道js是一行一行執行的?還用你說?稍安勿躁,正因為js是一行一行執行的,所以我們以為js都是這樣的:
let a = '1';
console.log(a);
let b = '2';
console.log(b);
然而實際上js是這樣的:
setTimeout(function(){
console.log('定時器開始啦')
});
new Promise(function(resolve){
console.log('馬上執行for循環啦');
for(var i = 0; i < 10000; i++){
i == 99 && resolve();
}
}).then(function(){
console.log('執行then函數啦')
});
console.log('代碼執行結束');
依照js是按照語句出現的順序執行這個理念,我自信的寫下輸出結果:
//"定時器開始啦"
//"馬上執行for循環啦"
//"執行then函數啦"
//"代碼執行結束"
去chrome上驗證下,結果完全不對,瞬間懵了,說好的一行一行執行的呢?
我們真的要徹底弄明白javascript的執行機制了。
javascript是一門單線程語言,在最新的HTML5中提出了Web-Worker,但javascript是單線程這一核心仍未改變。所以一切javascript版的"多線程"都是用單線程模擬出來的,一切javascript多線程都是紙老虎!
既然js是單線程,那就像只有一個窗口的銀行,客戶需要排隊一個一個辦理業務,同理js任務也要一個一個順序執行。如果一個任務耗時過長,那么后一個任務也必須等著。那么問題來了,假如我們想瀏覽新聞,但是新聞包含的超清圖片加載很慢,難道我們的網頁要一直卡著直到圖片完全顯示出來?因此聰明的程序員將任務分為兩類:
當我們打開網站時,網頁的渲染過程就是一大堆同步任務,比如頁面骨架和頁面元素的渲染。而像加載圖片音樂之類占用資源大耗時久的任務,就是異步任務。關于這部分有嚴格的文字定義,但本文的目的是用最小的學習成本徹底弄懂執行機制,所以我們用導圖來說明:
導圖要表達的內容用文字來表述的話:
我們不禁要問了,那怎么知道主線程執行棧為空啊?js引擎存在monitoring process進程,會持續不斷的檢查主線程執行棧是否為空,一旦為空,就會去Event Queue那里檢查是否有等待被調用的函數。
說了這么多文字,不如直接一段代碼更直白:
let data = [];
$.ajax({
url:www.javascript.com,
data:data,
success:() => {
console.log('發送成功!');
}
})
console.log('代碼執行結束');
上面是一段簡易的ajax請求代碼:
相信通過上面的文字和代碼,你已經對js的執行順序有了初步了解。接下來我們來研究進階話題:setTimeout。
大名鼎鼎的setTimeout無需再多言,大家對他的第一印象就是異步可以延時執行,我們經常這么實現延時3秒執行:
setTimeout(() => {
console.log('延時3秒');
},3000)
漸漸的setTimeout用的地方多了,問題也出現了,有時候明明寫的延時3秒,實際卻5,6秒才執行函數,這又咋回事啊?
先看一個例子:
setTimeout(() => {
task();
},3000)
console.log('執行console');
根據前面我們的結論,setTimeout是異步的,應該先執行console.log這個同步任務,所以我們的結論是:
//執行console
//task()
復制代碼
去驗證一下,結果正確! 然后我們修改一下前面的代碼:
setTimeout(() => {
task()
},3000)
sleep(10000000)
乍一看其實差不多嘛,但我們把這段代碼在chrome執行一下,卻發現控制臺執行task()需要的時間遠遠超過3秒,說好的延時三秒,為啥現在需要這么長時間啊?
這時候我們需要重新理解setTimeout的定義。我們先說上述代碼是怎么執行的:
上述的流程走完,我們知道setTimeout這個函數,是經過指定時間后,把要執行的任務(本例中為task())加入到Event Queue中,又因為是單線程任務要一個一個執行,如果前面的任務需要的時間太久,那么只能等著,導致真正的延遲時間遠遠大于3秒。
我們還經常遇到setTimeout(fn,0)這樣的代碼,0秒后執行又是什么意思呢?是不是可以立即執行呢?
答案是不會的,setTimeout(fn,0)的含義是,指定某個任務在主線程最早可得的空閑時間執行,意思就是不用再等多少秒了,只要主線程執行棧內的同步任務全部執行完成,棧為空就馬上執行。舉例說明:
//代碼1
console.log('先執行這里');
setTimeout(() => {
console.log('執行啦')
},0);
復制代碼
//代碼2
console.log('先執行這里');
setTimeout(() => {
console.log('執行啦')
},3000);
代碼1的輸出結果是:
//先執行這里
//執行啦
代碼2的輸出結果是:
//先執行這里
// ... 3s later
// 執行啦
關于setTimeout要補充的是,即便主線程為空,0毫秒實際上也是達不到的。根據HTML的標準,最低是4毫秒。有興趣的同學可以自行了解。
上面說完了setTimeout,當然不能錯過它的孿生兄弟setInterval。他倆差不多,只不過后者是循環的執行。對于執行順序來說,setInterval會每隔指定的時間將注冊的函數置入Event Queue,如果前面的任務耗時太久,那么同樣需要等待。
唯一需要注意的一點是,對于setInterval(fn,ms)來說,我們已經知道不是每過ms秒會執行一次fn,而是每過ms秒,會有fn進入Event Queue。一旦setInterval的回調函數fn執行時間超過了延遲時間ms,那么就完全看不出來有時間間隔了。這句話請讀者仔細品味。
傳統的定時器我們已經研究過了,接著我們探究Promise與process.nextTick(callback)的表現。
Promise的定義和功能本文不再贅述,不了解的讀者可以學習一下阮一峰老師的Promise。而process.nextTick(callback)類似node.js版的"setTimeout",在事件循環的下一次循環中調用 callback 回調函數。
我們進入正題,除了廣義的同步任務和異步任務,我們對任務有更精細的定義:
不同類型的任務會進入對應的Event Queue,比如setTimeout和setInterval會進入相同的Event Queue。
事件循環的順序,決定js代碼的執行順序。進入整體代碼(宏任務)后,開始第一次循環。接著執行所有的微任務。然后再次從宏任務開始,找到其中一個任務隊列執行完畢,再執行所有的微任務。聽起來有點繞,我們用文章最開始的一段代碼說明:
setTimeout(function() {
console.log('setTimeout');
})
new Promise(function(resolve) {
console.log('promise');
}).then(function() {
console.log('then');
})
console.log('console');
事件循環,宏任務,微任務的關系如圖所示:
我們來分析一段較復雜的代碼,看看你是否真的掌握了js的執行機制:
console.log('1');
setTimeout(function() {
console.log('2');
process.nextTick(function() {
console.log('3');
})
new Promise(function(resolve) {
console.log('4');
resolve();
}).then(function() {
console.log('5')
})
})
process.nextTick(function() {
console.log('6');
})
new Promise(function(resolve) {
console.log('7');
resolve();
}).then(function() {
console.log('8')
})
setTimeout(function() {
console.log('9');
process.nextTick(function() {
console.log('10');
})
new Promise(function(resolve) {
console.log('11');
resolve();
}).then(function() {
console.log('12')
})
})
第一輪事件循環流程分析如下:
宏任務Event Queue | 微任務Event Queue |
setTimeout1 | process1 |
setTimeout2 | then1 |
好了,第一輪事件循環正式結束,這一輪的結果是輸出1,7,6,8。那么第二輪時間循環從setTimeout1宏任務開始:
宏任務Event Queue | 微任務Event Queue |
setTimeout2 | process2 |
then2 |
宏任務Event Queue | 微任務Event Queue |
process3 | |
then3 |
整段代碼,共進行了三次事件循環,完整的輸出為1,7,6,8,2,4,3,5,9,11,10,12。 (請注意,node環境下的事件監聽依賴libuv與前端環境不完全相同,輸出順序可能會有誤差)
我們從最開頭就說javascript是一門單線程語言,不管是什么新框架新語法糖實現的所謂異步,其實都是用同步的方法去模擬的,牢牢把握住單線程這點非常重要。
事件循環是js實現異步的一種方法,也是js的執行機制。
執行和運行有很大的區別,javascript在不同的環境下,比如node,瀏覽器,Ringo等等,執行方式是不同的。而運行大多指javascript解析引擎,是統一的。
微任務和宏任務還有很多種類,比如setImmediate等等,執行都是有共同點的,有興趣的同學可以自行了解。
牢牢把握兩個基本點,以認真學習javascript為中心,早日實現成為前端高手的偉大夢想!
JavaScript是一種動態的計算機編程語言。它是輕量級的,最常用作網頁的一部分,其實現允許客戶端腳本與用戶交互并創建動態頁面。它是一種具有面向對象功能的解釋型編程語言。
Javascript和Java沒有任何關系,它們是不同的兩種語言(java是一種程序設計語言,javascript 是客戶端的腳本語言),只是名字上都有一個Java而已。
對了,在這里說一下,我目前是在職web前端開發,如果你現在正在學習前端,了解前端,渴望成為一名合格的web前端開發工程師,在入門學習前端的過程當中有遇見任何關于學習方法,學習路線,學習效率等方面的問題,都可以隨時關注并私信我:前端,我都會根據大家的問題給出針對性的建議,缺乏基礎入門的視頻教程也可以直接來找我,我這邊有最新的web前端基礎精講視頻教程, 還有我做web前端技術這段時間整理的一些學習手冊,面試題,開發工具,PDF文檔書籍教程,都可以直接分享給大家。
這三個要素共同構成了Web開發的基礎。
HTML:頁面的結構-標題,正文,要包含的任何圖像
CSS:控制該頁面的外觀(這將用于自定義字體,背景顏色等)
JavaScript:不可思議的第三個元素。創建結構(HTML)和美學氛圍(CSS)后,JavaScript使您的網站或項目充滿活力。
(上面這個作用是直接用的我的老師的課件,我可沒這么6懂這么多。他一個10多年開發經驗的資深程序員哈哈哈哈哈哈,有點想幫忙宣傳一下他的網課,但想想還是算了吧,感覺打廣告有點不好)
*********************************************一條華麗的分割線***************************************************
1. js程序必須寫在script標簽中。
2. script:可以寫在網頁中的任何位置。
3. type=“text/javascript”:表示當前的語言是javascript語言。這個屬性是可以省略的。
舉例:上代碼
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="utf-8" />
<title></title>
</head>
<body>
<script type="text/javascript">
alert("出錯啦")
</script>
</body>
</html>
拿代碼去運行一下就知道了
創建一個js文件,在js文件中編寫js代碼。(外部文件中編寫js代碼就直接寫代碼就可以了,不用再添加script標簽)
比如說在js目錄下面創建一個 test.js文件 里面的代碼為alert(“出錯啦!”)
舉例上代碼
a.html
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title></title>
</head>
<body>
<script src="js/test.js" type="text/javascript" charset="UTF-8">
</script>
</body>
</html>
拿代碼去運行一下就知道了
舉例上代碼:
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="utf-8">
<title></title>
<style type="text/css">
#box1{
width: 100px;
height: 100px;
background-color: red;
}
#box2{
width: 100px;
height: 100px;
background-color: blue;
}
</style>
</head>
<body>
<div id="box1">
</div>
<div id="box2">
</div>
<script type="text/javascript">
//目標:點擊box1時,讓box2變顏色
var b1 = document.getElementById("box1")
b1.onclick=function(){
// 當點擊b1的時候,執行此處的代碼
document.getElementById("box2").style.backgroundColor="pink"
}
</script>
</body>
</html>
運行效果拿去試試就知道了,點一下第一個小盒子
舉例上代碼
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title></title>
</head>
<body>
<input type="text" name="tb1" id="tb1" value="" />+<input type="text" name="tb2" id="tb2" value="" /> =<input type="text" name="tb3" id="tb3" value="" />
<input type="button" id="btnjisuan" value="計算" onclick="add();" />
<a href="javascript:void(0);" onclick="bb();">騰訊</a>
<script type="text/javascript">
function add()
{
var v1=document.getElementById("tb1").value;
var v2=document.getElementById("tb2").value;
var v3=parseInt(v1) + parseInt(v2);
document.getElementById("tb3").value=v3;
}
function bb()
{
location.href="http://www.qq.com"; //通過js代碼實現頁面的跳轉
}
</script>
</body>
</html>
拿去運行一個就知道了哈哈哈哈,這個學會了,下面那個就容易多啦!
*********************************************一條華麗的哈哈哈哈哈哈哈哈***************************************************
實現效果:點擊什么顏色代表的小框框,就會彈出穿啥衣服的 fairy
(哈哈哈哈 本人敲愛看這些美麗的事物哈哈哈哈)
自己可以下載一些圖片或者顏色漸變圖片用來做背景,放在img里面,可自己命名。基本格式如下圖:
上代碼:
網頁換膚.html
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title></title>
<link rel="stylesheet" type="text/css" href="css/css2.css" id="btnlink"/>
</head>
<body>
<div id="box1">
<span id="s1" onclick="a1();">志玲</span><span id="s2" onclick="a2();">依林</span><span id="s3" onclick="a3();">昆凌</span>
</div>
<script type="text/javascript">
function a1()
{
document.getElementById("btnlink").href="css/css1.css";
}
function a2()
{
document.getElementById("btnlink").href="css/css2.css";
}
function a3()
{
document.getElementById("btnlink").href="css/css3.css";
}
</script>
</body>
</html>
css1.css
*{
margin: 0;
padding: 0;
}
html,body{
width:100%;
height: 100%;
}
body{
background-image: url(../img/blue.jpg);
background-repeat: repeat-x; /* 設置不重復平鋪 */
}
#box1{
width: 186px;
height: 60px;
background-color: white;
margin: 0 auto;
position: relative;
}
#s1{
width: 60px;
height: 60px;
background-color: blue;
display: inline-block;
margin: 1px;
cursor: pointer;
position: absolute; /* 子絕父相 */
left: 0;
top: 0;
}
#s2{
width: 60px;
height: 60px;
background-color:green;
display: inline-block;
margin: 1px;
cursor: pointer;
position: absolute;
left: 62px;
top: 0;
}
#s3{
width: 60px;
height: 60px;
background-color: pink;
display: inline-block;
margin: 1px;
cursor: pointer;
position: absolute;
right: 0;
top: 0;
}
css2.css
*{
margin: 0;
padding: 0;
}
html,body{
width:100%;
height: 100%;
}
body{
background-image: url(../img/green.jpg)
}
#box1{
width: 186px;
height: 60px;
background-color: white;
margin: 0 auto;
position: relative;
}
#s1{
width: 60px;
height: 60px;
background-color: blue;
display: inline-block;
margin: 1px;
cursor: pointer;
position: absolute; /* 子絕父相 */
left: 0;
top: 0;
}
#s2{
width: 60px;
height: 60px;
background-color:green;
display: inline-block;
margin: 1px;
cursor: pointer;
position: absolute;
left: 62px;
top: 0;
}
#s3{
width: 60px;
height: 60px;
background-color: pink;
display: inline-block;
margin: 1px;
cursor: pointer;
position: absolute;
right: 0;
top: 0;
}
css3.css
*{
margin: 0;
padding: 0;
}
html,body{
width:100%;
height: 100%;
}
body{
background-image: url(../img/pink.jpg)
}
#box1{
width: 186px;
height: 60px;
background-color: white;
margin: 0 auto;
position: relative;
}
#s1{
width: 60px;
height: 60px;
background-color: blue;
display: inline-block;
margin: 1px;
cursor: pointer;
position: absolute; /* 子絕父相 */
left: 0;
top: 0;
}
#s2{
width: 60px;
height: 60px;
background-color:green;
display: inline-block;
margin: 1px;
cursor: pointer;
position: absolute;
left: 62px;
top: 0;
}
#s3{
width: 60px;
height: 60px;
background-color: pink;
display: inline-block;
margin: 1px;
cursor: pointer;
position: absolute;
right: 0;
top: 0;
}
一些很基礎的東西,要是寫起來那就太多了,很多不常用的,到了我們需要它的時候谷歌和百度就行了。
由于時間關系,暫時更到這里。
原文鏈接:https://link.zhihu.com/?target=https%3A//blog.csdn.net/hanhanwanghaha/article/details/109188646
作者:我一個超級無敵可愛的人鴨
出處:CSDN
介:本文是一個 V8 編譯原理知識的介紹文章,旨在讓大家感性的了解 JavaScript 在 V8 中的解析過程。
作者 | 子弈
來源 | 阿里技術公眾號
本文是一個 V8 編譯原理知識的介紹文章,旨在讓大家感性的了解 JavaScript 在 V8 中的解析過程。本文主要的撰寫流程如下:
本文僅代表個人觀點,文中若有錯誤歡迎指正。
大家可能一直疑惑的問題:JavaScript 是一門解釋型語言嗎?要了解這個問題,首先需要初步了解什么是解釋器和編譯器以及它們的特點是什么。
解釋器的作用是將某種語言編寫的源程序作為輸入,將該源程序執行的結果作為輸出,例如 Perl、Scheme、APL 等都是使用解釋器進行轉換執行:
編譯器的設計是一個非常龐大和復雜的軟件系統設計,在真正設計的時候需要解決兩個相對重要的問題:
中間表示(IR)
中間表示(Intermediate Representation,IR)是程序結構的一種表現方式,它會比抽象語法樹(Abstract Syntax Tree,AST)更加接近匯編語言或者指令集,同時也會保留源程序中的一些高級信息,具體作用包括:
優化編譯器
IR 本身可以做到多趟迭代從而優化源程序,在每一趟迭代的過程中可以研究代碼并記錄優化的細節,方便后續的迭代查找并利用這些優化信息,最終可以高效輸出更優的目標程序:
優化器可以對 IR 進行一趟或者多趟處理,從而生成更快執行速度或者更小體積的目標程序(例如找到循環中不變的計算并對其進行優化從而減少運算次數),也可能用于產生更少異常或者更低功耗的目標程序。除此之外,前端和后端內部還可以細分為多個處理步驟,具體如下圖所示:
解釋器和編譯器的具體特性比較如下所示:
需要注意早期的 Web 前端要求頁面的啟動速度快,因此采用解釋執行的方式,但是頁面在運行的過程中性能相對較低。為了解決這個問題,需要在運行時對 JavaScript 代碼進行優化,因此在 JavaScript 的解析引擎中引入了 JIT 技術。
JIT (Just In Time)編譯器是一種動態編譯技術,相對于傳統編譯器而言,最大的區別在于編譯時和運行時不分離,是一種在運行的過程中對代碼進行動態編譯的技術。
為了解決 JavaScript 在運行時性能較慢的問題,可以通過引入 JIT 技術,并采用混合動態編譯的方式來提升 JavaScript 的運行性能,具體思路如下所示:
采用上述編譯框架后,可以使得 JavaScript 語言:
V8 是一個開源的 JavaScript 虛擬機,目前主要用在 Chrome 瀏覽器(包括開源的 Chromium)以及 Node.js 中,核心功能是用于解析和執行 JavaScript 語言。為了解決早期 JavaScript 運行性能差的問題,V8 經歷了多個歷史的編譯框架衍變之后(感興趣的同學可以了解一下早期的 V8 編譯框架設計),引入混合動態編譯的技術來解決問題,具體詳細的編譯框架如下所示:
Ignition 的主要作用是將 AST 轉換成 Bytecode(字節碼,中間表示)。在運行的過程中,還會使用類型反饋(TypeFeedback)技術并計算熱點代碼(HotSpot,重復被運行的代碼,可以是方法也可以是循環體),最終交給 TurboFan 進行動態運行時的編譯優化。Ignition 的解釋執行流程如下所示:
在字節碼解釋執行的過程中,會將需要進行性能優化的運行時信息指向對應的 Feedback Vector(反饋向量,之前也被稱為 Type Feedback Vector),Feeback Vector 中會包含根據內聯緩存(Inline Cache,IC)來存儲的多種類型的插槽(Feedback Vector Slot)信息,例如 BinaryOp 插槽(二進制操作結果的數據類型)、Invocation Count(函數的調用次數)以及 Optimized Code 信息等。
這里不會過多講解每個執行流程的細節問題。
TurboFan 利用了 JIT 編譯技術,主要作用是對 JavaScript 代碼進行運行時編譯優化,具體的流程如下所示:
圖片出處 An Introduction to Speculative Optimization in V8。
需要注意 Profiling Feedback 部分,這里主要提供 Ignition 解釋執行過程中生成的運行時反饋向量信息 Feedback Vector ,Turbofan 會結合字節碼以及反饋向量信息生成圖示(數據結構中的圖結構),并將圖傳遞給前端部分,之后會根據反饋向量信息對代碼進行優化和去優化。
這里的去優化是指讓代碼回退到 Ignition 進行解釋執行,去優化本質是因為機器碼已經不能滿足運行訴求,例如一個變量從 string 類型轉變成 number 類型,機器碼編譯的是 string 類型,此時已經無法再滿足運行訴求,因此 V8 會執行去優化動作,將代碼回退到 Ignition 進行解釋執行。
在了解 V8 的編譯原理之后,接下來需要使用 V8 的調試工具來具體查看 JavaScript 的編譯和運行信息,從而加深我們對 V8 的編譯過程認知。
如果想了解 JavaScript 在 V8 中的編譯時和運行時信息,可以使用調試工具 D8。D8 是 V8 引擎的命令行 Shell,可以查看 AST 生成、中間代碼 ByteCode、優化代碼、反優化代碼、優化編譯器的統計數據、代碼的 GC 等信息。D8 的安裝方式有很多,如下所示:
本文使用方法三安裝 v8-debug 工具,安裝完成后執行 v8-debug --help 可以查看有哪些命令:
# 執行 help 命令查看支持的參數
v8-debug --help
Synopsis:
shell [options] [--shell] [<file>...]
d8 [options] [-e <string>] [--shell] [[--module|--web-snapshot] <file>...]
-e execute a string in V8
--shell run an interactive JavaScript shell
--module execute a file as a JavaScript module
--web-snapshot execute a file as a web snapshot
SSE3=1 SSSE3=1 SSE4_1=1 SSE4_2=1 SAHF=1 AVX=1 AVX2=1 FMA3=1 BMI1=1 BMI2=1 LZCNT=1 POPCNT=1 ATOM=0
The following syntax for options is accepted (both '-' and '--' are ok):
--flag (bool flags only)
--no-flag (bool flags only)
--flag=value (non-bool flags only, no spaces around '=')
--flag value (non-bool flags only)
-- (captures all remaining args in JavaScript)
Options:
# 打印生成的字節碼
--print-bytecode (print bytecode generated by ignition interpreter)
type: bool default: --noprint-bytecode
# 跟蹤被優化的信息
--trace-opt (trace optimized compilation)
type: bool default: --notrace-opt
--trace-opt-verbose (extra verbose optimized compilation tracing)
type: bool default: --notrace-opt-verbose
--trace-opt-stats (trace optimized compilation statistics)
type: bool default: --notrace-opt-stats
# 跟蹤去優化的信息
--trace-deopt (trace deoptimization)
type: bool default: --notrace-deopt
--log-deopt (log deoptimization)
type: bool default: --nolog-deopt
--trace-deopt-verbose (extra verbose deoptimization tracing)
type: bool default: --notrace-deopt-verbose
--print-deopt-stress (print number of possible deopt points)
# 查看編譯生成的 AST
--print-ast (print source AST)
type: bool default: --noprint-ast
# 查看編譯生成的代碼
--print-code (print generated code)
type: bool default: --noprint-code
# 查看優化后的代碼
--print-opt-code (print optimized code)
type: bool default: --noprint-opt-code
# 允許在源代碼中使用 V8 提供的原生 API 語法
--allow-natives-syntax (allow natives syntax)
type: bool default: --noallow-natives-syntax
我們編寫一個 index.js 文件,在文件中寫入 JavaScript 代碼,執行一個簡單的 add 函數:
function add(x, y) {
return x + y
}
console.log(add(1, 2));
使用 --print-ast 參數可以打印 add 函數的 AST 信息:
v8-debug --print-ast ./index.js
[generating bytecode for function: ]
--- AST ---
FUNC at 0
. KIND 0
. LITERAL ID 0
. SUSPEND COUNT 0
. NAME ""
. INFERRED NAME ""
. DECLS
. . FUNCTION "add" = function add
. EXPRESSION STATEMENT at 41
. . ASSIGN at -1
. . . VAR PROXY local[0] (0x7fb8c080e630) (mode = TEMPORARY, assigned = true) ".result"
. . . CALL
. . . . PROPERTY at 49
. . . . . VAR PROXY unallocated (0x7fb8c080e6f0) (mode = DYNAMIC_GLOBAL, assigned = false) "console"
. . . . . NAME log
. . . . CALL
. . . . . VAR PROXY unallocated (0x7fb8c080e470) (mode = VAR, assigned = true) "add"
. . . . . LITERAL 1
. . . . . LITERAL 2
. RETURN at -1
. . VAR PROXY local[0] (0x7fb8c080e630) (mode = TEMPORARY, assigned = true) ".result"
[generating bytecode for function: add]
--- AST ---
FUNC at 12
. KIND 0
. LITERAL ID 1
. SUSPEND COUNT 0
. NAME "add"
. PARAMS
. . VAR (0x7fb8c080e4d8) (mode = VAR, assigned = false) "x"
. . VAR (0x7fb8c080e580) (mode = VAR, assigned = false) "y"
. DECLS
. . VARIABLE (0x7fb8c080e4d8) (mode = VAR, assigned = false) "x"
. . VARIABLE (0x7fb8c080e580) (mode = VAR, assigned = false) "y"
. RETURN at 25
. . ADD at 34
. . . VAR PROXY parameter[0] (0x7fb8c080e4d8) (mode = VAR, assigned = false) "x"
. . . VAR PROXY parameter[1] (0x7fb8c080e580) (mode = VAR, assigned = false) "y"
我們以圖形化的方式來描述生成的 AST 樹:
VAR PROXY 節點在真正的分析階段會連接到對應地址的 VAR 節點。
AST 會經過 Ignition 解釋器的 BytecodeGenerator 函數生成字節碼(中間表示),我們可以通過 --print-bytecode 參數來打印字節碼信息:
v8-debug --print-bytecode ./index.js
[generated bytecode for function: (0x3ab2082933f5 <SharedFunctionInfo>)]
Bytecode length: 43
Parameter count 1
Register count 6
Frame size 48
OSR nesting level: 0
Bytecode Age: 0
0x3ab2082934be @ 0 : 13 00 LdaConstant [0]
0x3ab2082934c0 @ 2 : c3 Star1
0x3ab2082934c1 @ 3 : 19 fe f8 Mov <closure>, r2
0x3ab2082934c4 @ 6 : 65 52 01 f9 02 CallRuntime [DeclareGlobals], r1-r2
0x3ab2082934c9 @ 11 : 21 01 00 LdaGlobal [1], [0]
0x3ab2082934cc @ 14 : c2 Star2
0x3ab2082934cd @ 15 : 2d f8 02 02 LdaNamedProperty r2, [2], [2]
0x3ab2082934d1 @ 19 : c3 Star1
0x3ab2082934d2 @ 20 : 21 03 04 LdaGlobal [3], [4]
0x3ab2082934d5 @ 23 : c1 Star3
0x3ab2082934d6 @ 24 : 0d 01 LdaSmi [1]
0x3ab2082934d8 @ 26 : c0 Star4
0x3ab2082934d9 @ 27 : 0d 02 LdaSmi [2]
0x3ab2082934db @ 29 : bf Star5
0x3ab2082934dc @ 30 : 63 f7 f6 f5 06 CallUndefinedReceiver2 r3, r4, r5, [6]
0x3ab2082934e1 @ 35 : c1 Star3
0x3ab2082934e2 @ 36 : 5e f9 f8 f7 08 CallProperty1 r1, r2, r3, [8]
0x3ab2082934e7 @ 41 : c4 Star0
0x3ab2082934e8 @ 42 : a9 Return
Constant pool (size = 4)
0x3ab208293485: [FixedArray] in OldSpace
- map: 0x3ab208002205 <Map>
- length: 4
0: 0x3ab20829343d <FixedArray[2]>
1: 0x3ab208202741 <String[7]: #console>
2: 0x3ab20820278d <String[3]: #log>
3: 0x3ab208003f09 <String[3]: #add>
Handler Table (size = 0)
Source Position Table (size = 0)
[generated bytecode for function: add (0x3ab20829344d <SharedFunctionInfo add>)]
Bytecode length: 6
// 接受 3 個參數, 1 個隱式的 this,以及顯式的 x 和 y
Parameter count 3
Register count 0
// 不需要局部變量,因此幀大小為 0
Frame size 0
OSR nesting level: 0
Bytecode Age: 0
0x3ab2082935f6 @ 0 : 0b 04 Ldar a1
0x3ab2082935f8 @ 2 : 39 03 00 Add a0, [0]
0x3ab2082935fb @ 5 : a9 Return
Constant pool (size = 0)
Handler Table (size = 0)
Source Position Table (size = 0)
add 函數主要包含以下 3 個字節碼序列:
// Load Accumulator Register
// 加載寄存器 a1 的值到累加器中
Ldar a1
// 讀取寄存器 a0 的值并累加到累加器中,相加之后的結果會繼續放在累加器中
// [0] 指向 Feedback Vector Slot,Ignition 會收集值的分析信息,為后續的 TurboFan 優化做準備
Add a0, [0]
// 轉交控制權給調用者,并返回累加器中的值
Return
這里 Ignition 的解釋執行這些字節碼采用的是一地址指令結構的寄存器架構。
關于更多字節碼的信息可查看 Understanding V8’s Bytecode。
JavaScript 是弱類型語言,不會像強類型語言那樣需要限定函數調用的形參數據類型,而是可以非常靈活的傳入各種類型的參數進行處理,如下所示:
function add(x, y) {
// + 操作符是 JavaScript 中非常復雜的一個操作
return x + y
}
add(1, 2);
add('1', 2);
add(, 2);
add(undefined, 2);
add([], 2);
add({}, 2);
add([], {});
為了可以進行 + 操作符運算,在底層執行的時候往往需要調用很多 API,比如 ToPrimitive(判斷是否是對象)、ToString、ToNumber 等,將傳入的參數進行符合 + 操作符的數據轉換處理。
在這里 V8 會對 JavaScript 像強類型語言那樣對形參 x 和 y 進行推測,這樣就可以在運行的過程中排除一些副作用分支代碼,同時這里也會預測代碼不會拋出異常,因此可以對代碼進行優化,從而達到最高的運行性能。在 Ignition 中通過字節碼來收集反饋信息(Feedback Vector),如下所示:
為了查看 add 函數的運行時反饋信息,我們可以通過 V8 提供的 Native API 來打印 add 函數的運行時信息,具體如下所示:
function add(x, y) {
return x + y
}
// 注意這里默認采用了 ClosureFeedbackCellArray,為了查看效果,強制開啟 FeedbackVector
// 更多信息查看: A lighter V8:https://v8.dev/blog/v8-lite
%EnsureFeedbackVectorForFunction(add);
add(1, 2);
// 打印 add 詳細的運行時信息
%DebugPrint(add);
通過 --allow-natives-syntax 參數可以在 JavaScript 中調用 %DebugPrint 底層 Native API(更多 API 可以查看 V8 的 runtime.h 頭文件):
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