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什么是V8引擎?#

TIP

首先，JavaScript是一门高级编程语言，所以JavaScript代码直接交给浏览器或者Node执行时，底层的CPU是不认识的，也没法执行。CPU只认识自己的指令集，指令集对应的是汇编代码。

汇编语言: 由于机器语言是一系列二进制代码，不方便程序员记忆、使用和阅读，所以汇编语言应运而生,通常高级语言需要转换成汇编语言，然后在通过编译器转换成机器语言。

TIP

V8引擎是一个JavaScript引擎，最初由一些语言方面专家设计，后被谷歌收购，随后谷歌对其进行了开源。

目前比较出名的js引擎有:

• V8 (Google)
• SpiderMonkey (Mozilla)
• JavaScriptCore (Apple)
• Chakra (Microsoft)
• IOT：duktape、JerryScript

简单来说，V8是一个接收js代码，然后进行编译执行的C++程序，编译后的代码可以在多种操作系统多种处理器上执行。

V8引擎是如何编译JS代码的？#

1. 早期的V8引擎#

WARNING

早期的(5.9版本之前)V8引擎,没有解释器，但有两个编译器

它的编译流程是这样的：

• 首先js代码由解析器解析成AST抽象语法树
• 然后，由Full-codegen编译器直接使用AST编译出机器代码，没有进行任何中间转换
• 当代码运行一段时间后，V8引擎中的分析线程收集了足够的数据，帮助另一个编辑器Crankshaft对代码进行优化
• 需要优化的JS源码重新生成AST，然后Crankshaft使用AST再生成优化后的机器代码，提升运行效率

2. 目前大部分的JS引擎#

TIP

大部分的JS引擎都会用到以下三个重要的组件

2.1 解析器(parser)#

TIP

解析器(parser)负责将JS源代码解析成抽象语法树AST

2.2 解释器(interpreter)#

TIP

解释器(interpreter)负责将AST解释成字节码bytecode

WARNING

需要注意的是，解释器也有直接执行字节码的能力

2.3 编译器(compiler)#

TIP

编译器(compiler)负责编译出更加有效(相对于bytecode来说)的机器代码

3. 现代V8引擎(改进之后)#

3.1 语法树的解析和之前保持一致#

JS源代码首先被解析器解析成AST抽象语法树

3.2 引入了基准解释器(Ignition),优化编译器(TurboFan)#

TIP

• 语法树通过Ignition生成了bytecode字节码,此时AST就被清除，释放内存空间
• 生成的bytecode直接被解释器执行，生成的bytecode相当于等效的基准基准机器代码的25%-50%作用
• 在代码运行的过程中，解释器收集到了很多可以用来优化代码的信息，然后发送给编译器TurboFan
• TurboFan编译出经过优化的机器代码

3.3 V8引擎一些简单的优化策略#

TIP

• 如果函数只被声明，而未被调用，则不会生成抽象语法树AST
• 如果函数只被调用一次，bytecode会直接被解释执行，而不会生成机器代码
• 函数被调用多次，可能会被标记为热点函数，而能会被编译成机器代码

3.4 deoptimization#

TIP

因为JS是动态语言,有时会导致Ignition收集到错误的信息

优化后的机器代码，有时会被逆向还原成字节码

3.5 新的设计模式带来的好处#

TIP

• 由于不需要一开始直接编译成机器码，而是生成了中间层的字节码，bytecode的生成速度是远远大于机器码的，所以网页初始化解析执行JS的时间缩短了
• 生成优化的机器代码时，不需要从源码重新编译，而是使用字节码，而且需要deoptimization时，只需要回到中间层的字节码直接解释执行即可

4. 查看JS源代码生成的字节码的命令:#

node --print-bytecode xxx.js