文的目的就是要保证你彻底弄懂javascript的执行机制,如果读完本文还不懂,可以揍我。
不论你是javascript新手还是老鸟,不论是面试求职,还是日常开发工作,我们经常会遇到这样的情况:给定的几行代码,我们需要知道其输出内容和顺序。因为javascript是一门单线程语言,所以我们可以得出结论:
看到这里读者要打人了:我难道不知道js是一行一行执行的?还用你说?稍安勿躁,正因为js是一行一行执行的,所以我们以为js都是这样的:
let a = '1';
console.log(a);
let b = '2';
console.log(b);
然而实际上js是这样的:
setTimeout(function(){
console.log('定时器开始啦')
});
new Promise(function(resolve){
console.log('马上执行for循环啦');
for(var i = 0; i < 10000; i++){
i == 99 && resolve();
}
}).then(function(){
console.log('执行then函数啦')
});
console.log('代码执行结束');
依照js是按照语句出现的顺序执行这个理念,我自信的写下输出结果:
//"定时器开始啦"
//"马上执行for循环啦"
//"执行then函数啦"
//"代码执行结束"
去chrome上验证下,结果完全不对,瞬间懵了,说好的一行一行执行的呢?
我们真的要彻底弄明白javascript的执行机制了。
javascript是一门单线程语言,在最新的HTML5中提出了Web-Worker,但javascript是单线程这一核心仍未改变。所以一切javascript版的"多线程"都是用单线程模拟出来的,一切javascript多线程都是纸老虎!
既然js是单线程,那就像只有一个窗口的银行,客户需要排队一个一个办理业务,同理js任务也要一个一个顺序执行。如果一个任务耗时过长,那么后一个任务也必须等着。那么问题来了,假如我们想浏览新闻,但是新闻包含的超清图片加载很慢,难道我们的网页要一直卡着直到图片完全显示出来?因此聪明的程序员将任务分为两类:
当我们打开网站时,网页的渲染过程就是一大堆同步任务,比如页面骨架和页面元素的渲染。而像加载图片音乐之类占用资源大耗时久的任务,就是异步任务。关于这部分有严格的文字定义,但本文的目的是用最小的学习成本彻底弄懂执行机制,所以我们用导图来说明:
导图要表达的内容用文字来表述的话:
我们不禁要问了,那怎么知道主线程执行栈为空啊?js引擎存在monitoring process进程,会持续不断的检查主线程执行栈是否为空,一旦为空,就会去Event Queue那里检查是否有等待被调用的函数。
说了这么多文字,不如直接一段代码更直白:
let data = [];
$.ajax({
url:www.javascript.com,
data:data,
success:() => {
console.log('发送成功!');
}
})
console.log('代码执行结束');
上面是一段简易的ajax请求代码:
相信通过上面的文字和代码,你已经对js的执行顺序有了初步了解。接下来我们来研究进阶话题:setTimeout。
大名鼎鼎的setTimeout无需再多言,大家对他的第一印象就是异步可以延时执行,我们经常这么实现延时3秒执行:
setTimeout(() => {
console.log('延时3秒');
},3000)
渐渐的setTimeout用的地方多了,问题也出现了,有时候明明写的延时3秒,实际却5,6秒才执行函数,这又咋回事啊?
先看一个例子:
setTimeout(() => {
task();
},3000)
console.log('执行console');
根据前面我们的结论,setTimeout是异步的,应该先执行console.log这个同步任务,所以我们的结论是:
//执行console
//task()
复制代码
去验证一下,结果正确! 然后我们修改一下前面的代码:
setTimeout(() => {
task()
},3000)
sleep(10000000)
乍一看其实差不多嘛,但我们把这段代码在chrome执行一下,却发现控制台执行task()需要的时间远远超过3秒,说好的延时三秒,为啥现在需要这么长时间啊?
这时候我们需要重新理解setTimeout的定义。我们先说上述代码是怎么执行的:
上述的流程走完,我们知道setTimeout这个函数,是经过指定时间后,把要执行的任务(本例中为task())加入到Event Queue中,又因为是单线程任务要一个一个执行,如果前面的任务需要的时间太久,那么只能等着,导致真正的延迟时间远远大于3秒。
我们还经常遇到setTimeout(fn,0)这样的代码,0秒后执行又是什么意思呢?是不是可以立即执行呢?
答案是不会的,setTimeout(fn,0)的含义是,指定某个任务在主线程最早可得的空闲时间执行,意思就是不用再等多少秒了,只要主线程执行栈内的同步任务全部执行完成,栈为空就马上执行。举例说明:
//代码1
console.log('先执行这里');
setTimeout(() => {
console.log('执行啦')
},0);
复制代码
//代码2
console.log('先执行这里');
setTimeout(() => {
console.log('执行啦')
},3000);
代码1的输出结果是:
//先执行这里
//执行啦
代码2的输出结果是:
//先执行这里
// ... 3s later
// 执行啦
关于setTimeout要补充的是,即便主线程为空,0毫秒实际上也是达不到的。根据HTML的标准,最低是4毫秒。有兴趣的同学可以自行了解。
上面说完了setTimeout,当然不能错过它的孪生兄弟setInterval。他俩差不多,只不过后者是循环的执行。对于执行顺序来说,setInterval会每隔指定的时间将注册的函数置入Event Queue,如果前面的任务耗时太久,那么同样需要等待。
唯一需要注意的一点是,对于setInterval(fn,ms)来说,我们已经知道不是每过ms秒会执行一次fn,而是每过ms秒,会有fn进入Event Queue。一旦setInterval的回调函数fn执行时间超过了延迟时间ms,那么就完全看不出来有时间间隔了。这句话请读者仔细品味。
传统的定时器我们已经研究过了,接着我们探究Promise与process.nextTick(callback)的表现。
Promise的定义和功能本文不再赘述,不了解的读者可以学习一下阮一峰老师的Promise。而process.nextTick(callback)类似node.js版的"setTimeout",在事件循环的下一次循环中调用 callback 回调函数。
我们进入正题,除了广义的同步任务和异步任务,我们对任务有更精细的定义:
不同类型的任务会进入对应的Event Queue,比如setTimeout和setInterval会进入相同的Event Queue。
事件循环的顺序,决定js代码的执行顺序。进入整体代码(宏任务)后,开始第一次循环。接着执行所有的微任务。然后再次从宏任务开始,找到其中一个任务队列执行完毕,再执行所有的微任务。听起来有点绕,我们用文章最开始的一段代码说明:
setTimeout(function() {
console.log('setTimeout');
})
new Promise(function(resolve) {
console.log('promise');
}).then(function() {
console.log('then');
})
console.log('console');
事件循环,宏任务,微任务的关系如图所示:
我们来分析一段较复杂的代码,看看你是否真的掌握了js的执行机制:
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')
})
})
第一轮事件循环流程分析如下:
宏任务Event Queue | 微任务Event Queue |
setTimeout1 | process1 |
setTimeout2 | then1 |
好了,第一轮事件循环正式结束,这一轮的结果是输出1,7,6,8。那么第二轮时间循环从setTimeout1宏任务开始:
宏任务Event Queue | 微任务Event Queue |
setTimeout2 | process2 |
then2 |
宏任务Event Queue | 微任务Event Queue |
process3 | |
then3 |
整段代码,共进行了三次事件循环,完整的输出为1,7,6,8,2,4,3,5,9,11,10,12。 (请注意,node环境下的事件监听依赖libuv与前端环境不完全相同,输出顺序可能会有误差)
我们从最开头就说javascript是一门单线程语言,不管是什么新框架新语法糖实现的所谓异步,其实都是用同步的方法去模拟的,牢牢把握住单线程这点非常重要。
事件循环是js实现异步的一种方法,也是js的执行机制。
执行和运行有很大的区别,javascript在不同的环境下,比如node,浏览器,Ringo等等,执行方式是不同的。而运行大多指javascript解析引擎,是统一的。
微任务和宏任务还有很多种类,比如setImmediate等等,执行都是有共同点的,有兴趣的同学可以自行了解。
牢牢把握两个基本点,以认真学习javascript为中心,早日实现成为前端高手的伟大梦想!
JavaScript是一种动态的计算机编程语言。它是轻量级的,最常用作网页的一部分,其实现允许客户端脚本与用户交互并创建动态页面。它是一种具有面向对象功能的解释型编程语言。
Javascript和Java没有任何关系,它们是不同的两种语言(java是一种程序设计语言,javascript 是客户端的脚本语言),只是名字上都有一个Java而已。
对了,在这里说一下,我目前是在职web前端开发,如果你现在正在学习前端,了解前端,渴望成为一名合格的web前端开发工程师,在入门学习前端的过程当中有遇见任何关于学习方法,学习路线,学习效率等方面的问题,都可以随时关注并私信我:前端,我都会根据大家的问题给出针对性的建议,缺乏基础入门的视频教程也可以直接来找我,我这边有最新的web前端基础精讲视频教程, 还有我做web前端技术这段时间整理的一些学习手册,面试题,开发工具,PDF文档书籍教程,都可以直接分享给大家。
这三个要素共同构成了Web开发的基础。
HTML:页面的结构-标题,正文,要包含的任何图像
CSS:控制该页面的外观(这将用于自定义字体,背景颜色等)
JavaScript:不可思议的第三个元素。创建结构(HTML)和美学氛围(CSS)后,JavaScript使您的网站或项目充满活力。
(上面这个作用是直接用的我的老师的课件,我可没这么6懂这么多。他一个10多年开发经验的资深程序员哈哈哈哈哈哈,有点想帮忙宣传一下他的网课,但想想还是算了吧,感觉打广告有点不好)
*********************************************一条华丽的分割线***************************************************
1. js程序必须写在script标签中。
2. script:可以写在网页中的任何位置。
3. type=“text/javascript”:表示当前的语言是javascript语言。这个属性是可以省略的。
举例:上代码
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="utf-8" />
<title></title>
</head>
<body>
<script type="text/javascript">
alert("出错啦")
</script>
</body>
</html>
拿代码去运行一下就知道了
创建一个js文件,在js文件中编写js代码。(外部文件中编写js代码就直接写代码就可以了,不用再添加script标签)
比如说在js目录下面创建一个 test.js文件 里面的代码为alert(“出错啦!”)
举例上代码
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>
拿代码去运行一下就知道了
举例上代码:
<!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">
//目标:点击box1时,让box2变颜色
var b1 = document.getElementById("box1")
b1.onclick=function(){
// 当点击b1的时候,执行此处的代码
document.getElementById("box2").style.backgroundColor="pink"
}
</script>
</body>
</html>
运行效果拿去试试就知道了,点一下第一个小盒子
举例上代码
<!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="计算" onclick="add();" />
<a href="javascript:void(0);" onclick="bb();">腾讯</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"; //通过js代码实现页面的跳转
}
</script>
</body>
</html>
拿去运行一个就知道了哈哈哈哈,这个学会了,下面那个就容易多啦!
*********************************************一条华丽的哈哈哈哈哈哈哈哈***************************************************
实现效果:点击什么颜色代表的小框框,就会弹出穿啥衣服的 fairy
(哈哈哈哈 本人敲爱看这些美丽的事物哈哈哈哈)
自己可以下载一些图片或者颜色渐变图片用来做背景,放在img里面,可自己命名。基本格式如下图:
上代码:
网页换肤.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; /* 设置不重复平铺 */
}
#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; /* 子绝父相 */
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; /* 子绝父相 */
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; /* 子绝父相 */
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;
}
一些很基础的东西,要是写起来那就太多了,很多不常用的,到了我们需要它的时候谷歌和百度就行了。
由于时间关系,暂时更到这里。
原文链接:https://link.zhihu.com/?target=https%3A//blog.csdn.net/hanhanwanghaha/article/details/109188646
作者:我一个超级无敌可爱的人鸭
出处:CSDN
介:本文是一个 V8 编译原理知识的介绍文章,旨在让大家感性的了解 JavaScript 在 V8 中的解析过程。
作者 | 子弈
来源 | 阿里技术公众号
本文是一个 V8 编译原理知识的介绍文章,旨在让大家感性的了解 JavaScript 在 V8 中的解析过程。本文主要的撰写流程如下:
本文仅代表个人观点,文中若有错误欢迎指正。
大家可能一直疑惑的问题:JavaScript 是一门解释型语言吗?要了解这个问题,首先需要初步了解什么是解释器和编译器以及它们的特点是什么。
解释器的作用是将某种语言编写的源程序作为输入,将该源程序执行的结果作为输出,例如 Perl、Scheme、APL 等都是使用解释器进行转换执行:
编译器的设计是一个非常庞大和复杂的软件系统设计,在真正设计的时候需要解决两个相对重要的问题:
中间表示(IR)
中间表示(Intermediate Representation,IR)是程序结构的一种表现方式,它会比抽象语法树(Abstract Syntax Tree,AST)更加接近汇编语言或者指令集,同时也会保留源程序中的一些高级信息,具体作用包括:
优化编译器
IR 本身可以做到多趟迭代从而优化源程序,在每一趟迭代的过程中可以研究代码并记录优化的细节,方便后续的迭代查找并利用这些优化信息,最终可以高效输出更优的目标程序:
优化器可以对 IR 进行一趟或者多趟处理,从而生成更快执行速度或者更小体积的目标程序(例如找到循环中不变的计算并对其进行优化从而减少运算次数),也可能用于产生更少异常或者更低功耗的目标程序。除此之外,前端和后端内部还可以细分为多个处理步骤,具体如下图所示:
解释器和编译器的具体特性比较如下所示:
需要注意早期的 Web 前端要求页面的启动速度快,因此采用解释执行的方式,但是页面在运行的过程中性能相对较低。为了解决这个问题,需要在运行时对 JavaScript 代码进行优化,因此在 JavaScript 的解析引擎中引入了 JIT 技术。
JIT (Just In Time)编译器是一种动态编译技术,相对于传统编译器而言,最大的区别在于编译时和运行时不分离,是一种在运行的过程中对代码进行动态编译的技术。
为了解决 JavaScript 在运行时性能较慢的问题,可以通过引入 JIT 技术,并采用混合动态编译的方式来提升 JavaScript 的运行性能,具体思路如下所示:
采用上述编译框架后,可以使得 JavaScript 语言:
V8 是一个开源的 JavaScript 虚拟机,目前主要用在 Chrome 浏览器(包括开源的 Chromium)以及 Node.js 中,核心功能是用于解析和执行 JavaScript 语言。为了解决早期 JavaScript 运行性能差的问题,V8 经历了多个历史的编译框架衍变之后(感兴趣的同学可以了解一下早期的 V8 编译框架设计),引入混合动态编译的技术来解决问题,具体详细的编译框架如下所示:
Ignition 的主要作用是将 AST 转换成 Bytecode(字节码,中间表示)。在运行的过程中,还会使用类型反馈(TypeFeedback)技术并计算热点代码(HotSpot,重复被运行的代码,可以是方法也可以是循环体),最终交给 TurboFan 进行动态运行时的编译优化。Ignition 的解释执行流程如下所示:
在字节码解释执行的过程中,会将需要进行性能优化的运行时信息指向对应的 Feedback Vector(反馈向量,之前也被称为 Type Feedback Vector),Feeback Vector 中会包含根据内联缓存(Inline Cache,IC)来存储的多种类型的插槽(Feedback Vector Slot)信息,例如 BinaryOp 插槽(二进制操作结果的数据类型)、Invocation Count(函数的调用次数)以及 Optimized Code 信息等。
这里不会过多讲解每个执行流程的细节问题。
TurboFan 利用了 JIT 编译技术,主要作用是对 JavaScript 代码进行运行时编译优化,具体的流程如下所示:
图片出处 An Introduction to Speculative Optimization in V8。
需要注意 Profiling Feedback 部分,这里主要提供 Ignition 解释执行过程中生成的运行时反馈向量信息 Feedback Vector ,Turbofan 会结合字节码以及反馈向量信息生成图示(数据结构中的图结构),并将图传递给前端部分,之后会根据反馈向量信息对代码进行优化和去优化。
这里的去优化是指让代码回退到 Ignition 进行解释执行,去优化本质是因为机器码已经不能满足运行诉求,例如一个变量从 string 类型转变成 number 类型,机器码编译的是 string 类型,此时已经无法再满足运行诉求,因此 V8 会执行去优化动作,将代码回退到 Ignition 进行解释执行。
在了解 V8 的编译原理之后,接下来需要使用 V8 的调试工具来具体查看 JavaScript 的编译和运行信息,从而加深我们对 V8 的编译过程认知。
如果想了解 JavaScript 在 V8 中的编译时和运行时信息,可以使用调试工具 D8。D8 是 V8 引擎的命令行 Shell,可以查看 AST 生成、中间代码 ByteCode、优化代码、反优化代码、优化编译器的统计数据、代码的 GC 等信息。D8 的安装方式有很多,如下所示:
本文使用方法三安装 v8-debug 工具,安装完成后执行 v8-debug --help 可以查看有哪些命令:
# 执行 help 命令查看支持的参数
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:
# 打印生成的字节码
--print-bytecode (print bytecode generated by ignition interpreter)
type: bool default: --noprint-bytecode
# 跟踪被优化的信息
--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
# 跟踪去优化的信息
--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)
# 查看编译生成的 AST
--print-ast (print source AST)
type: bool default: --noprint-ast
# 查看编译生成的代码
--print-code (print generated code)
type: bool default: --noprint-code
# 查看优化后的代码
--print-opt-code (print optimized code)
type: bool default: --noprint-opt-code
# 允许在源代码中使用 V8 提供的原生 API 语法
--allow-natives-syntax (allow natives syntax)
type: bool default: --noallow-natives-syntax
我们编写一个 index.js 文件,在文件中写入 JavaScript 代码,执行一个简单的 add 函数:
function add(x, y) {
return x + y
}
console.log(add(1, 2));
使用 --print-ast 参数可以打印 add 函数的 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"
我们以图形化的方式来描述生成的 AST 树:
VAR PROXY 节点在真正的分析阶段会连接到对应地址的 VAR 节点。
AST 会经过 Ignition 解释器的 BytecodeGenerator 函数生成字节码(中间表示),我们可以通过 --print-bytecode 参数来打印字节码信息:
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 个参数, 1 个隐式的 this,以及显式的 x 和 y
Parameter count 3
Register count 0
// 不需要局部变量,因此帧大小为 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 函数主要包含以下 3 个字节码序列:
// Load Accumulator Register
// 加载寄存器 a1 的值到累加器中
Ldar a1
// 读取寄存器 a0 的值并累加到累加器中,相加之后的结果会继续放在累加器中
// [0] 指向 Feedback Vector Slot,Ignition 会收集值的分析信息,为后续的 TurboFan 优化做准备
Add a0, [0]
// 转交控制权给调用者,并返回累加器中的值
Return
这里 Ignition 的解释执行这些字节码采用的是一地址指令结构的寄存器架构。
关于更多字节码的信息可查看 Understanding V8’s Bytecode。
JavaScript 是弱类型语言,不会像强类型语言那样需要限定函数调用的形参数据类型,而是可以非常灵活的传入各种类型的参数进行处理,如下所示:
function add(x, y) {
// + 操作符是 JavaScript 中非常复杂的一个操作
return x + y
}
add(1, 2);
add('1', 2);
add(, 2);
add(undefined, 2);
add([], 2);
add({}, 2);
add([], {});
为了可以进行 + 操作符运算,在底层执行的时候往往需要调用很多 API,比如 ToPrimitive(判断是否是对象)、ToString、ToNumber 等,将传入的参数进行符合 + 操作符的数据转换处理。
在这里 V8 会对 JavaScript 像强类型语言那样对形参 x 和 y 进行推测,这样就可以在运行的过程中排除一些副作用分支代码,同时这里也会预测代码不会抛出异常,因此可以对代码进行优化,从而达到最高的运行性能。在 Ignition 中通过字节码来收集反馈信息(Feedback Vector),如下所示:
为了查看 add 函数的运行时反馈信息,我们可以通过 V8 提供的 Native API 来打印 add 函数的运行时信息,具体如下所示:
function add(x, y) {
return x + y
}
// 注意这里默认采用了 ClosureFeedbackCellArray,为了查看效果,强制开启 FeedbackVector
// 更多信息查看: A lighter V8:https://v8.dev/blog/v8-lite
%EnsureFeedbackVectorForFunction(add);
add(1, 2);
// 打印 add 详细的运行时信息
%DebugPrint(add);
通过 --allow-natives-syntax 参数可以在 JavaScript 中调用 %DebugPrint 底层 Native API(更多 API 可以查看 V8 的 runtime.h 头文件):
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