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JavaScript運行原理解析

goji / 1972人閱讀

摘要:執(zhí)行過程引擎會加載源代碼,把它分解成字符串又叫做分詞,再把這些字符串轉(zhuǎn)換成編譯器可以理解的字節(jié)碼,然后執(zhí)行這些字節(jié)碼。接著四個進(jìn)程開始參與進(jìn)來,分析和執(zhí)行解析器所生成的字節(jié)碼。

JavaScript運行原理

知其然,也要知其所以然,這里主要談一談對JavaScript運行原理的理解。

JAVA虛擬機(jī)

首先我們從JAVA虛擬機(jī)說起。

首先說一下為什么要做成虛擬機(jī),因為機(jī)器不同,如果沒有虛擬機(jī)我們就相當(dāng)于需要針對每一種機(jī)器都要進(jìn)行代碼編譯,這樣肯定是不合理的。所以為了解決這樣的問題,Java引入虛擬機(jī)(VM)的概念,讓編譯后的代碼直接跑在一臺虛擬的機(jī)器上,無論最終的目標(biāo)平臺是什么,都在上面構(gòu)建出一個虛擬的一致的虛擬機(jī)出來,就可以達(dá)到一次編譯到處執(zhí)行的效果了。

而從根本上來說Java和C#不是Native語言,編譯的結(jié)果不是機(jī)器指令,而是某種自有的指令格式,自己運行不了,需要專門的程序去解釋執(zhí)行,這個程序就是我們所說的“虛擬機(jī)”。

反之,C、C++、Go、Rust這種語言是Native語言,編譯出來的結(jié)果是機(jī)器指令,可以自己直接運行,不存在“虛擬機(jī)”的概念。

JavaScript引擎

而JavaScript引擎所做的工作和JAVA虛擬機(jī)很相似

做了什么

JS引擎主要是對JS代碼進(jìn)行詞法、語法等分析,通過編譯器將代碼編譯成可執(zhí)行的機(jī)器碼讓計算機(jī)去執(zhí)行。

簡單來說它的唯一的目的就是讀取和編譯JavaScript代碼,也就是說可以分析、解釋、優(yōu)化、垃圾回收javascript代碼。

執(zhí)行過程

JavaScript引擎會加載源代碼,把它分解成字符串(又叫做分詞),再把這些字符串轉(zhuǎn)換成編譯器可以理解的字節(jié)碼,然后執(zhí)行這些字節(jié)碼。

Google的V8引擎是用C++ 編寫的,它也能夠編譯并執(zhí)行JavaScript源代碼、處理內(nèi)存分配和垃圾回收。它被設(shè)計成由兩個編譯器組成,可以把源碼直接編譯成機(jī)器碼,具體的執(zhí)行過程可以看成以下幾步:

它進(jìn)行詞法分析,就是將源代碼分解成一系列具有明確含義的符號或字符串。

然后用語法分析器分析這些符號,將其構(gòu)建成語法樹。

接著四個 JIT(Just-In-Time)進(jìn)程開始參與進(jìn)來,分析和執(zhí)行解析器所生成的字節(jié)碼。

與ECMAScript的關(guān)系

準(zhǔn)確地講,每個JavaScript引擎都實現(xiàn)了一個版本的ECMAScript,JavaScript是它的一個分支。隨著ECMAScript的不斷發(fā)展,JavaScript引擎也不斷改進(jìn)。之所以有這么多不同的引擎,是因為它們每個都被設(shè)計運行在不同的web瀏覽器、headless瀏覽器、或者像Node.js那樣的運行時環(huán)境中。

JavaScript引擎是一段程序,我們寫的JavaScript代碼也是程序,如何讓程序去讀懂程序呢?這就需要定義規(guī)則。比如:

var a = 1 + 1

左邊var代表了這是申明(declaration),它申明了a這個變量
右邊的+表示要將1和1做加法
中間的等號表示了這是個賦值語句
最后的分號表示這句語句結(jié)束了
上述這些就是規(guī)則,有了它就等于有了衡量的標(biāo)準(zhǔn),JavaScript引擎就可以根據(jù)這個標(biāo)準(zhǔn)去解析JavaScript代碼了。那么這里的ECMAScript就是定義了這些規(guī)則。其中ECMAScript 62這份文檔,就是對JavaScript這門語言定義了一整套完整的標(biāo)準(zhǔn)。其中包括:

var,if,else,break,continue等是JavaScript的關(guān)鍵詞
abstract,int,long等是JavaScript保留詞
怎么樣算是數(shù)字、怎么樣算是字符串等等
定義了操作符(+,-,>,<等)
定義了JavaScript的語法
定義了對表達(dá)式,語句等標(biāo)準(zhǔn)的處理算法,比如遇到==該如何處理
標(biāo)準(zhǔn)的JavaScript引擎就會根據(jù)這套文檔去實現(xiàn),注意這里強(qiáng)調(diào)了標(biāo)準(zhǔn),因為也有不按照標(biāo)準(zhǔn)來實現(xiàn)的,比如IE的JS引擎。這也是為什么JavaScript會有兼容性的問題。至于為什么IE的JS引擎不按照標(biāo)準(zhǔn)來實現(xiàn),就要說到瀏覽器大戰(zhàn)了,這里就不贅述了,自行Google之。

所以,簡單的說,ECMAScript定義了語言的標(biāo)準(zhǔn),JavaScript引擎根據(jù)它來實現(xiàn),這就是兩者的關(guān)系。

RunTime

運行時可以簡單理解為當(dāng)前的運行環(huán)境,不同的環(huán)境提供了不同的api調(diào)用,如web瀏覽器中的window對象,DOM相關(guān)API等,這些接口可以提供相關(guān)的JS調(diào)用,

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