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v8引擎编译 ​

v8引擎是一个接收 JavaScript 代码，编译代码然后执行 C++ 程序，编译后的代码可以在多种操作系统、处理器运行

v8引擎主要负责一下工作：

编译和执行JS代码、处理调用栈、内存分配、垃圾的回收

v8 编译组成 ​

  • 解析器（parser） 解析器负责将 JS 代码解析成抽象语法树 AST

  • 解释器（interpreter） 解释器负责将AST解析成字节码 bytecode，同时解释器也有直接执行 bytecode 的能力

  • 编译器（compiler） 编译器负责编译出运行更高效率的机器代码

v8 早期架构 ​

v8 早器没有解释器，只有两个编译器

工作流程 ​

JS 代码由解析器生成 AST 抽象语法树，然后由 Full-codegen 编译器使用 AST 来编译出机器代码
当执行一定时间后，V8的分析线器线程收集足够的数据来帮助另一个编译器 Crankshaft 来做代码优化，将需要优化的代码重新解析生成 AST，Crankshaft 使用新的 AST 生成优化后的机器代码来提升运行效率

  • Full-codegen 被称为基准编译器，生成为被优化的机器代码，没有字节码产生
  • crankshaft 被称为优化编译器

缺点：

  • 生成的机器码占用大量内存，对于早起低内存设备影响很大
  • 缺少中间层机器码，无法实现一些优化策略，导致 v8 性能提升缓慢
  • 之前的编译器无法很好的支持和优化 JS 新语法特性

v8 现有架构 ​

解析器、解释器（Ignition）、编译器（TurboFan） 新增字节码作为中间层

工作流程 ​

JS 代码由解析器生成 AST 抽象语法树，然后由 Ignition 基准解释器生成 bytecode 字节码并释放 AST，在代码不断运行过程中解释器收集到很多优化信息，将优化信息发送给新的编译器 TurboFan 编译出经过优化的机器代码，字节码和机器代码共存

优化策略 ​

  • 函数被声明，但是没有被调用，该函数不会解析生成 AST
  • 如果函数只被调用一次，Ignition 生成字节码后就直接被解释执行，TurboFan 不会对其进行优化编译（TurboFan 编译优化的代码，执行次数 > 1）
  • 如果函数执行多次，函数可能被标记为热点函数，TruboFan 会将热点函数编译为优化后的机器码
  • 优化后的机器代码会被逆向还原成字节码，这个过程叫做 deoptimization，这是因为 JS 是动态类型语言，会导致 Ignition 收集到信息是“错误” 的
js
function sum(x, y) {
  return x + y
}
function sum(x, y) {
  return x + y
}

TIP

触发 deoptimization

一开始，JS 引擎并不知道到参数 x、y 的类型，在多次调用过程中，sum 被标记为热点函数，如果始终都传入 Number 类型，解释器将收集到的类型信息和函数对应的字节码发送给 TruboFan 于是生成优化后的机器代码参数 x、y的类型被假定为 Number。但当调用 sum 函数传入参数不是 Number 类型时，deoptimization 就会被触发，回退到字节码由解释器来解释执行

字节码优点 ​

  • 字节码更加简洁，生成的 bytecode 的大小相当于等效的机器码 25% ~ 50% 左右
  • 字节码生成速度远远大于机器码，网页初始化解析执行 JS 时间缩短，网页更快的 onlead
  • 生成优化机器码不需要从 AST 重新编译，而是使用机器码，deoptimization 也只需要回退到中间层 bytecode