v8引擎的详细讲解

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要讲V8引擎，首先我们要先讲一下浏览器，为什么呢，因为我们最常用的浏览器Google 的内核就是由V8引擎和WebCore组成的。首先我们要先了解浏览器的内核和浏览器的工作原理

浏览器的内核

我们经常会说：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；
ebkit：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；
等等…
事实上，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

浏览器的工作原理

在我们的浏览器请求到网址的静态资源解析后，都会在客户端进行渲染。那么渲染的过程又是如何执行的呢？

浏览器渲染过程

当浏览器接收到资源后，开始解析HTML，在浏览器的内核里面有一个HTMLParser，把HTML转换成DOM Tree（DOM树），在这个过程中，JavaScript也可以对DOM进行操作,CSS也会被CSS Paser进行解析，转换成styleRules（css规则），然后DOM Tree和Style Rules会结合到一起生成Render Tree（渲染树）,然很会经过Layout进行适配对不同浏览器的屏幕大小进行适配布局，然后进会进行最终的绘制，生成我们最终看见的页面模样

那我们的网页中的js代码到底由谁来执行呢，那就是js（V8）引擎，那JavaScript引擎又是如何运行的呢？接下来让我们认识JavaScript引擎

JavaScript引擎

比较常见的JavaScript引擎有哪些呢？
SpiderMonkey：第一款JavaScript引擎，由Brendan Eich开发（也就是JavaScript作者）；
Chakra：微软开发，用于IT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；

浏览器内核和JS引擎的关系

这里我们先以WebKit为例，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；
看到这里，学过小程序的同学有没有感觉非常的熟悉呢？
在小程序中编写的JavaScript代码就是被JSCore执行的；


了解完JavaScript引擎和内核的关系，那我们来具体的了解一下V8引擎的原理吧

V8引擎的原理

我们来看一下官方对V8引擎的定义：
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引擎本身的源码非常复杂，大概有超过100w行C++代码，通过了解它的架构，我们可以知道它是如何对JavaScript执行的：
Parse模块会将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

V8执行的细节

那么我们的JavaScript源码是如何被解析（Parse过程）的呢？
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，为什么需要预解析呢？
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