NodeJS V8引擎/基础API

作者: ThunderChen | 来源:发表于2021-04-02 22:14 被阅读0次

    NodeJS 回顾(一)

    • 什么是NodeJs?
      Node.js是一个基于V8 JavaScript引擎的JavaScript运行时环境
    NodeJS.png
    • 浏览器内核
      我们经常说的浏览器内核指的是浏览器的排版引擎:
      排版引擎(layout engine),也称为浏览器引擎(browser engine)、页面渲染引擎(rendering engine)或样版引擎。
      不同的浏览器有不同的内核组成:
      Gecko:早期被Netscape和Mozilla Firefox浏览器使用;
      Trident:微软开发,被IE4~IE11浏览器使用,但是Edge浏览器已经转向Blink;
      Webkit:苹果基于KHTML开发、开源的,用于Safari,Google Chrome之前也在使用;
      Blink:是Webkit的一个分支,Google开发,目前应用于Google Chrome、Edge、Opera等;
    • 渲染引擎工作的过程
      HTML解析过程.png
      HTML代码经过HTML Parser解析生成DOM树,同样CSS代码经过相关规则解析通过Attachment进行附加,两者结合生成Render Tree (渲染树)和Layout Tree(布局树)再次结合绘制生成浏览器所展示的页面
      当HTML解析的时候如果遇到了javascript代码会停止解析HTML,而去加载JS代码。由于JS会操作DOM所以浏览器将HTML解析的DOM和JS操作之后的DOM放在一起生成最终的DOM树。
    • JavaScript的解析:为什么需要相关引擎?
      JavaScript代码无论是交给浏览器或者Node执行,最终都是交给CPU执行,但是CPU只认识自己的指令集,实际上是机器语言,才能被CPU所执行;所以我们需要JavaScript引擎帮助我们将JavaScript代码翻译成CPU指令来执行

    • JavaScript引擎有哪些
      SpiderMonkey:蜘蛛猴,第一款JavaScript引擎,由Brendan Eich开发(也就是JavaScript作者);
      Chakra:微软开发,用于IE浏览器;
      JavaScriptCore:WebKit中的JavaScript引擎,Apple公司开发;
      V8:Google开发的强大JavaScript引擎,也帮助Chrome从众多浏览器中脱颖而出;
      举例:WebKit内核
      WebKit事实上由两部分组成的:WebCore:负责HTML解析、布局、渲染等等相关的工作;JavaScriptCore:解析、执行JavaScript代码;

    • V8引擎定义
      V8是用C ++编写的Google开源高性能JavaScript和WebAssembly引擎,它用于Chrome和Node.js等。它实现ECMAScript和WebAssembly,并在Windows 7或更高版本,macOS 10.12+和使用x64,IA-32,ARM或MIPS处理器的Linux系统上运行。V8可以独立运行,也可以嵌入到任何C ++应用程序中。

    • V8引擎的原理

      V8.png

    JavaScript通过Parse内置模块将源代码转成AST(abstract syntax tree)抽象语法树,为后面的ignition(解释器)提供源数据,进而转成bytecode(字节码:他类似于汇编代码的代码,他需要进一步的转换成汇编代码,然后在转成机器码,最后被CPU执行)。通过解释器编译的时候会收集信息,比如函数的参数信息,将代码通过TurboFan模块直接将字节码转换成优化完毕的机器码,也就意味着不需要将字节码进行汇编的转化,这就是V8运行效率高的原因。需要注意的是,函数的参数默认都是Number类型并且在函数内部进行了相关运算,在调用函数传参的是String类型会进行拼接,优化后的机器码不知道如何执行,此时会通过Deoptimization (反向优化)再次转换成字节码。
    补充:
    编译语言:解释性语言(JS):运行效率较低;编译性语言:运行效率较高;


    V8引擎解析图

    Blink将源码交给V8引擎,Stream获取到源码并且进行编码转换,Scanner会进行词法分析(lexical analysis),词法分析会将代码转换成tokens;接下来tokens会被转换成AST树,经过Parser和PreParser:Parser就是直接将tokens转成AST树架构,PreParser称之为预解析,这是因为并不是所有的JavaScript代码,在一开始时就会被执行。那么对所有的JavaScript代码进行解析,必然会影响网页的运行效率,所以V8引擎就实现了Lazy Parsing(延迟解析)的方案,它的作用是将不必要的函数进行预解析,也就是只解析暂时需要的内容,而对函数的全量解析是在函数被调用时才会进行,比如我们在一个函数outer内部定义了另外一个函数inner,那么inner函数就会进行预解析;生成AST树后,会被Ignition转成字节码(bytecode),之后的过程就是代码的执行过程.


    词法分析

    Parse:块会将JavaScript代码转换成AST(抽象语法树),这是因为解释器并不直接认识JavaScript代码;如果函数没有被调用,那么是不会被转换成AST的;
    Parse的V8官方文档:https://v8.dev/blog/scanner
    Ignition:是一个解释器,会将AST转换成ByteCode(字节码)同时会收集TurboFan优化所需要的信息(比如函数参数的类型信息,有了类型才能进行真实的运算);
    如果函数只调用一次,Ignition会执行解释执行ByteCode;
    Ignition的V8官方文档:https://v8.dev/blog/ignition-interpreter
    TurboFan:是一个编译器,可以将字节码编译为CPU可以直接执行的机器码;如果一个函数被多次调用,那么就会被标记为热点函数,那么就会经过TurboFan转换成优化的机器码,提高代码的执行性能;但是,机器码实际上也会被还原为ByteCode,这是因为如果后续执行函数的过程中,类型发生了变化(比如sum函数原来执行的是number类型,后来执行变成了string类型),之前优化的机器码并不能正确的处理运算,就会逆向的转换成字节码;
    TurboFan的V8官方文档:https://v8.dev/blog/turbofan-jit
    垃圾回收:JavaScript代码的执行过程,事实上V8的内存回收也是其强大的另外一个原因;
    Orinoco模块,负责垃圾回收,将程序中不需要的内存回收;
    Orinoco的V8官方文档:https://v8.dev/blog/trash-talk
    详细参考图

    parser
    Ignition
    TurboFan
    all
    • 浏览器和Node.js架构区别

      Node-vs-浏览器.png
    • Node.js架构

      Node架构.png
      languages.png
    • 版本管理工具
      n:

      安装
      更多详情见——https://github.com/tj/n

    nvm
    https://www.jianshu.com/p/e90fa35acded

    • 什么是REPL
      REPL是Read-Eval-Print Loop的简称,翻译为“读取-求值-输出”循环,它是一个简单的、交互式的编程环境。
      浏览器的console.log()也可以看做是一个REPL

      浏览器
      node
    • argv?

      argv
      属性会返回一个数组,其中包含当 Node.js 进程被启动时传入的命令行参数。 第一个元素是 process.execPath
      第二个元素是正被执行的 JavaScript 文件的路径
      其他元素就是参数了
    • Node程序传递参数?
      同上,得到参数后调用函数

    • Node的输出形式都有哪些?
      console.log
      最常用的输入内容的方式:console.log
      console.clear
      清空控制台:console.clear
      console.trace
      打印函数的调用栈:console.trace
      更多
      https://nodejs.org/dist/latest-v14.x/docs/api/console.html

    • global和window的区别
      在浏览器中,全局变量都是在window上的,比如有document、setInterval、setTimeout、alert、console等等
      在Node中,我们也有一个global属性,并且看起来它里面有很多其他对象。
      但是在浏览器中执行的JavaScript代码,如果我们在顶级范围内通过var定义的一个属性,默认会被添加到window
      对象上:

      Window

    但是在node中,我们通过var定义一个变量,它只是在当前模块中有一个变量,不会放到全局中:


    Node

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