美文网首页android app性能优化
JavaScript引擎——V8引擎

JavaScript引擎——V8引擎

作者: Shiki_思清 | 来源:发表于2020-10-15 11:36 被阅读0次

    一、JavaScript 引擎

    • 不同类型的CPU只认自己的汇编代码,js引擎将js代码编译为CPU对应的汇编代码
    • 代码执行
    • 分配内存
    • 垃圾回收
    1000100111011000  #机器指令
    mov ax,bx         #汇编指令
    

    二、热门JavaScript引擎

    V8, JavaScriptCore, Rhino, SpiderMonkey Chakra

    三、V8

    用c++编写,用于Chrome和Node.js ,V8 会编译 / 执行 JavaScript 代码,管理内存,负责垃圾回收,与宿主语言的交互等

    image.png

    4个模块

    1. Parser

    将 JavaScript 源码转为 Abstract Syntax Tree(AST)

    2. Ignition(interpreter 解释器)

    • 将 AST 转换为 Bytecode , 并解释执行Bytecode;
    • 同时收集 TurboFan 优化编译所需要的信息, 比如 函数参数类型;
      执行时主要有四个模块:内存中的字节码、寄存器、栈、堆

    主要的两种解释器: 基于栈(Stack-bases)、基于寄存器(Register-based)
    基于栈:使用栈来保存函数参数、中间运算结果、变量等。比如java虚拟机、.Net虚拟机和早起的V8虚拟机。主要优点在于处理函数调用、解决递归问题和切换上下文时简单明快。
    基于寄存器:使用寄存器保存参数、中间计算结果。比如现在的V8虚拟机。主要优点将一些中间数据保存到寄存器中。

    image.png

    3. TurboFan(compiler 编译器)

    利用上面Ignition所收集的类型信息,将 Bytecode 转换为优化的 汇编代码

    4. Orinoco(garbage collector 垃圾回收模块)

    回收内存空间

    image.png

    简单地说,Parser 将 JS 源码转换为 AST,然后 Ignition 将 AST 转换为 Bytecode,最后 TurboFan 将 Bytecode 转换为经过优化的 Machine Code(实际上是汇编代码)。

    零散特性

    1. 如果函数没有被调用,则 V8 不会去编译它。
    2. 如果函数只被调用 1 次,则 Ignition 将其编译 Bytecode 就直接解释执行了。
    3. 如果函数被调用多次,则它有可能会被识别为热点函数,且 Ignition 收集的类型信息证明可以进行优化编译的话,这时 TurboFan 则会将 Bytecode 编译为 Optimized Machine Code(已优化的机器码),以提高代码的执行性能。
    4. 红色虚线是逆向,也就是说Optimized Machine Code 会被还原为 Bytecode,这个过程叫做 Deoptimization。Ignition 收集的信息可能是错误的,比如参数由整数变成字符串。
    5. 在运行 C、C++以及 Java 等程序之前,需要进行编译,不能直接执行源码;但对于 JavaScript 来说,我们可以直接执行源码(比如:node test.js),它是在运行的时候先编译再执行,这种方式被称为即时编译(Just-in-time compilation),简称为 JIT。因此,V8 也属于 JIT 编译器。

    四、V8执行一段JavaScript 代码

    • V8之前都是采用解释执行的方式,所以很慢
    • V8采用即时编译(JIT)的双驱模式(编译器和解释器共同作用)
    • 这是一种权衡策略,在启动过程中才用了解释执行(Ignition解释器)的策略,但是如果某段代码的执行频率超过一个值,就采用优化编译器(TurboFan编译器)将其变异成执行效率更高效的机器代码(汇编代码)
    image.png

    简化来说:

    初始化基础环境;
    解析源码生成 AST 和作用域;
    依据 AST 和作用域生成字节码;
    解释执行字节码;
    监听热点代码;
    优化热点代码为二进制的机器代码;
    反优化生成的二进制机器代码。

    五、V8特性

    1. 解析

    惰性解析

    解析器在解析的过程中,如果遇到函数声明,那么会跳过函数内部的代码,并不会为其生成 AST 和字节码,而仅仅生成顶层代码的 AST 和字节码。

    1. 减少首次执行代码的速度,减少一次性占用内存量
    2. 闭包内部属性无法及时销毁

    预解析器

    V8 引入预解析器,比如当解析顶层代码的时候,遇到了一个函数,那么预解析器并不会直接跳过该函数,而是对该函数做一次快速的预解析。

    1. 判断是否有语法错误
    2. 判断函数内部是否引用了外部变量,如果有,则将栈中变量赋值到堆中,下次执行时则使用堆中的引用,同时解决闭包问题

    2. 存储

    快属性和慢属性

    快对象

    • v8将存在对象本身上的属性成为快属性
    • 存在对象本身的属性包括:1. 排序属性(elements)、2. 常规属性(properties)
    • 数量固定,只10个
    • 使用线性数据结构来保存
    • 通过索引来访问,速度快
    • 当数量不多时,默认直接写进对象中

    慢属性

    • 对象内部独立的非线性数据结构(字典)作为容器
    • 对增删友好
    image.png

    3. 堆空间和栈空间

    • 通过栈这种数据结构来管理函数的调用过程,把管理函数调用过程的栈结构成为调用栈
    • 通过JavaScript来管理,在内存中是连续的一块空间,同时采用‘先进后出’策略。
    • 存储设计上下文相关的内容,如原生类型、引用到的对象地址、函数的执行状态、this值。
    • 函数的执行上下文便会被销毁
    • 栈结构适合函数调用过程
    • 优点:栈上分配资源和销毁资源的速度快,空间连续,移动指针即可
    • 缺点:由于栈是连续的,所以很难再内存中分配一块连续的大空间,递归调用很容易栈溢出

    • 堆空间是一种树形的存储结构,用来存储对象类型的离散的数据
    • 除了原生类型的数据,其他的都是对象类型,诸如函数、数组,在浏览器中还有 window 对象、document 对象等,这些都是存在堆空间的。

    4. 机器码与字节码

    • 早期直接将JavaScript源代码编译成没有优化的二进制机器码,导致1.编译时间长,2.二进制代码占用更多内存
    • 转为字节码(ByteCode)时间短,体积小,可移植

    六 从输入URL到生成DOM树

    • 地址栏输入URL,WebKit调用资源加载器加载相应资源;
    • 加载器依赖网络模块建立连接,发送请求并接收答复;
    • WebKit接收各种网页或者资源数据,其中某些资源可能同步或异步获取;
    • 网页交给HTML解析器转变为词语;
    • 解释器根据词语构建节点,形成DOM树;
    • 如果节点是JavaScript代码,调用JavaScript引擎解释并执行;
    • JavaScript代码可能会修改DOM树结构;
    • 如果节点依赖其他资源,如图片\css、视频等,调用资源加载器加载它们,但这些是异步加载的,不会阻碍当前DOM树继续创建;如果是JavaScript资源URL(没有标记异步方式),则需要停止当前DOM树创建,直到JavaScript加载并被JavaScript引擎执行后才继续DOM树的创建。

    相关文章

      网友评论

        本文标题:JavaScript引擎——V8引擎

        本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/msmipktx.html