V8引擎简介——如何编译和执行JS代码

1.用处

• chrome浏览器的引擎
• Nodejs的运行时环境
• electron的底层引擎

2.什么是V8引擎

•  是用C++编写的Google开源高性能JS和WebAssembly引擎
• 简而言之：是一个接收JS代码，编译代码然后执行的C++程序，编译后的代码可以在多种操作系统，多种处理器上运行

主要的工作：

1. 编译和执行JS代码
2. 处理调用栈
3. 内存的分配
4. 垃圾的回收

3.溯源

大部分JS引擎在编译和执行JS代码都会用到三个重要的组件：

• 解析器
  • 负责将JS源代码解析成抽象语法树AST
• 解释器
  • 负责将AST解释成字节码bytecode
  • 也有直接解释执行bytecode的能力
• 编译器
  • 负责编译出运行更加高效的机器代码

早期的V8引擎是如何编译和执行JS代码的：

　　在V8早期5.9版本之前，V8引擎没有解释器，却有两个编译器：

• JS由解析器解析后，生成AST抽象语法树
• 然后由编译器（Full-codegen）直接使用AST来编译出机器代码，而不进行任何中间转换
  • Full-codegen又称基准编译器，因为它生成的是一个基准的未被优化的机器代码
• 还有另一个编译器（Crankshaft）——优化编译器：用来优化代码，提升性能

缺陷：

• 生成的机器码会占用大量的内存
• 缺少中间的字节码，很多性能优化策略无法实施——V8性能提升缓慢
• 无法很好的支持和优化JS的新语法特性

4.目前的V8引擎

• 网页初始化解析执行JS的时间缩短了，网页能够更快的onload
• 在生成的优化机器代码时，不需要从源码重新编译，而使用字节码，并且当需要回退字节码时，只需要回归到中间层的字节码解释执行就可以了

5.V8引擎中处理JS过程中的一些优化策略

1. 如果函数只是声明而未被调用，则不会被解析生成AST
2. 函数如果只被调用一次，bytecode直接被解释执行
3. 函数被调用多次，可能会被标记为热点函数，可能会被编译成机器代码——提高代码的执行性能。
   1. 之后执行这个函数时，就直接运行优化后的机器代码 
   2. 随着JS代码的不断执行，会有更多的代码被标记为热点代码，也就会产生更多的机器代码
   3. 此时会有一个问题：回退字节码。
      1. 造成的原因是：如一个sum函数，参数是a,b，多次调用传入整数，且被识别为热点函数，解释器将收集到参数和函数信息编译成优化后的机器码，这里就会假定了sum函数的参数就是整形的
      2. 但是如果某次你传入的不是整数，而是字符串，机器不知道如何处理字符串类型的参数，此时就会deoptimization（回退字节码）
      3. 总结：不要把一个变量类型变来变去，传入的参数的类型也要固定一下