JavaScript 語法解析、AST、V8、JIT

hedge_hog 發布于2019-08-21 17:26 / 3497人閱讀

摘要：語法解析是如何執行的原文地址，對于常見編譯型語言例如來說，編譯步驟分為詞法分析語法分析語義檢查代碼優化和字節碼生成。對于解釋型語言例如來說，通過詞法分析語法分析語法樹，就可以開始解釋執行了。

JavaScript 語法解析、AST、V8、JIT JavaScript 是如何執行的

原文地址，對于常見編譯型語言（例如：Java）來說，編譯步驟分為：詞法分析->語法分析->語義檢查->代碼優化和字節碼生成。

對于解釋型語言（例如 JavaScript）來說，通過詞法分析 -> 語法分析 -> 語法樹，就可以開始解釋執行了。

具體過程是這樣的：

1.詞法分析是將字符流(char stream)轉換為記號流(token stream)

NAME "AST"  
EQUALS  
NAME "is Tree"  
SEMICOLON

2.語法分析成 AST (Abstract Syntax Tree)，你可以在這里試試 http://esprima.org/

3.預編譯，當JavaScript引擎解析腳本時，它會在預編譯期對所有聲明的變量和函數進行處理！并且是先預聲明變量，再預定義函數！

4.解釋執行，在執行過程中，JavaScript 引擎是嚴格按著作用域機制（scope）來執行的，并且 JavaScript 的變量和函數作用域是在定義時決定的，而不是執行時決定的。JavaScript 中的變量作用域在函數體內有效，無塊作用域；

function func(){
    for(var i = 0; i < array.length; i++){  
      //do something here.  
    }
    //此時 i 仍然有值，及 i == array.length  
    console.log(i); // 但在 java 語言中，則無效
}

JavaScript 引擎通過作用域鏈（scope chain）把多個嵌套的作用域串連在一起，并借助這個鏈條幫助 JavaScript 解釋器檢索變量的值。這個作用域鏈相當于一個索引表，并通過編號來存儲它們的嵌套關系。當 JavaScript 解釋器檢索變量的值，會按著這個索引編號進行快速查找，直到找到全局對象（global object）為止，如果沒有找到值，則傳遞一個特殊的 undefined 值。

var scope = "global";
scopeTest();
function scopeTest(){  
    console.log(scope);  
    var scope = "local";  
    console.log(scope); 
}
打印結果：undefined，local；

V8、JIT

我們常說的 V8 是 Google 發布的開源 JavaScript 引擎，采用 C++ 編寫。SpiderMonkey（Mozilla，基于 C）、Rhino（Mozilla，基于 Java），而 Nodejs 依賴于 V8 引擎開發，接下來的內容是 JavaScript 在 V8 引擎中的運行狀態，而類似的 JavaScript 現代引擎對于這些實現大同小異。

在本文的開頭提到了編譯型語言，解釋型語言。JavaScript 是解釋型語言且弱類型，在生成 AST 之后，就開始一邊解釋，一邊執行，但是有個弊端，當某段代碼被多次執行時，它就有了可優化的空間（比如類型判斷優化），而不用一次次的去重復之前的解釋執行。
編譯型語言如 JAVA，可以在執行前就進行優化編譯，但是這會耗費大量的時間，顯然不適用于 Web 交互。

于是就有了，JIT（Just-in-time），JIT 是兩種模式的混合。

它是如何工作的呢：

1.在 JavaScript 引擎中增加一個監視器（也叫分析器）。監視器監控著代碼的運行情況，記錄代碼一共運行了多少次、如何運行的等信息，如果同一行代碼運行了幾次，這個代碼段就被標記成了 “warm”，如果運行了很多次，則被標記成 “hot”。

2.（基線編譯器）如果一段代碼變成了 “warm”，那么 JIT 就把它送到基線編譯器去編譯，并且把編譯結果存儲起來。比如，監視器監視到了，某行、某個變量執行同樣的代碼、使用了同樣的變量類型，那么就會把編譯后的版本，替換這一行代碼的執行，并且存儲。

3.（優化編譯器）如果一個代碼段變得 “hot”，監視器會把它發送到優化編譯器中。生成一個更快速和高效的代碼版本出來，并且存儲。例如：循環加一個對象屬性時，假設它是 INT 類型，優先做 INT 類型的判斷

4.（去優化）可是對于 JavaScript 從來就沒有確定這么一說，前 99 個對象屬性保持著 INT 類型，可能第 100 個就沒有這個屬性了，那么這時候 JIT 會認為做了一個錯誤的假設，并且把優化代碼丟掉，執行過程將會回到解釋器或者基線編譯器，這一過程叫做去優化。

優化代碼圖例：

“hot” 代碼

優化前

優化后

總結

明白一些基本原理能拓展出更多的東西，比如：

1.var a = 10; var b = 20; ==> var a=10, b=20; 這些改代碼的好處是什么，如何從原理解釋？

2.JavaScript 的函數和變量是在什么時候聲明的，函數聲明和函數表達式的區別？

3.如何通過編譯器的優化原理，如何提高 JavaScript 的執行效率？

閱讀原文

作者：肖沐宸，github。

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