JavaScript引擎

一、认识JS引擎
1、为什么需要JS引擎？
越高级的编程语言，其实就是越接近人类思维的语言，但是这类语言一般电脑是完全不懂的，电脑能接受的只有包含0和1的机器指令，所以高级的编程语言，最终都要转成机器指令来执行。
无论是将js代码交给浏览器还是node执行，最后还是交给CPU执行，但是CPU只能认识自己的指令集，也就是包含0和1的机器语言，这个时候就需要JavaScript引擎来帮助我们将JavaScript代码翻译成CPU指令来执行。

2、常见的JavaScript引擎
SpiderMonkey：第一款JavaScript引擎，是JavaScript作者开发的
Chakra:微软开发的，用于IE浏览器
JavaScriptCore： webKit中内置的JavaScript引擎，Apple公司开发的
V8：Google开发的强大的JavaScript引擎，也帮助Chrome在众多浏览器中脱颖而出
3、浏览器内核和JS引擎的关系
以webkit为例：

二、V8引擎
1、V8引擎的原理
V8引擎是用C++编写的Google开源高性能的JavaScript和WebAssembly引擎，用于Chrome和Node.js等。
它能够实现ECMAScript和WebAssembly，并在Windows7或者更高版本，macOS 10.12+和使用x64，IA-32，ARM或MIPS处理器的Linux系统上运行。
V8引擎可以独立运行，也可以嵌入到任何C++应用程序中运行。例如，可以将V8引擎中使用Node.js看做是将将V8引擎嵌入到了应用程序中，那么Node.js就具备了执行JavaScript代码的能力。
原理图：

①、Parse模块会将JavaScript代码转换成AST，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，是不会被转换为AST的
②、Ignition是一个解释器，会将AST转换为ByteCode。同时会收集TurboFan优化所需的信息（比如函数参数的类型信息，有了类型才能真实的运算）。如果函数只调用一次，Ignition将AST转换为ByteCode
③、为什么最后转化为字节码，而不是直接转化为机器码？
因为JS代码在什么样的环境下执行并不固定，有可能是使用Windows环境、或者是mac环境、或者是Linux环境的浏览器上，也可能是在Node.js中，环境不固定，不同环境中就会有不同的CPU，不同的CPU拥有不同的CPU架构，不同的架构能够执行的机器指令是不一样的。

转化为V8引擎规定好的字节码，不管在什么环境下都可以执行，是跨平台的，最后V8引擎会把字节码转化汇编指令，再转化为不同环境对应的CPU指令。
但是每次都走这套流程，还是不够方便。比如有一个函数是重复使用的，但是使用前面一套流程，每次使用这个函数的时候，都需要被转化为字节码，然后再变为CPU指令，性能比较低，如果可以直接将这个函数变为机器指令保存下来，使用这个函数的时候，直接运行机器指令，性能比较高，但是如果这个函数只运行一次，就没有必要转化变为机器代码保存下来，会浪费空间。
④、使用TurboFan库，是一个编译器，会将字节码编译为CPU可以直接执行的机器码，他可以利用ignition来收集函数的执行信息，了解到哪些函数执行次数比较多，会将这类函数标记为hot ,热函数，然后就会将这个函数转换为优化之后的机器指令，以后再使用这个热函数的时候，不需要上面繁琐的过程，直接执行机器指令就行。
但是实际上机器码也会被还原为ByteCode，这是因为如果后续执行函数的过程中，类型发生改变，之前优化的机器码并不能正确地处理运算，就会逆向的转换为字节码。
⑤、Deoptimization: 比如有一个函数

function  sum(num1,num2){
   num1+num2
}

调用sum函数

sum(20,30)
sum(28,30)

如果传入数字，调用sum函数，需要做的工作就是对两个数字进行相加，执行的机器指令永远是对这两个数字进行相加.
一旦改变传入值的类型，如果变成字符串，那么这个函数的意思就是两个字符串拼接。

sum("aaa","bbb")

这两种类型的传入值执行“+” *** 作对应的机器指令是不同的,JavaScript是不会对传入值的类型做检测的，那么还是使用数字相加的机器指令，这次函数调用的结果是不能够使用的。
但是V8引擎中提供了一种解决办法Deoptimization过程，这个过程是，一旦发现在执行机器指令时候，执行的 *** 作不一样的时候，Deoptimization会反向优化，又转化为字节码，执行后续 *** 作。

2、V8引擎的解析图

V8执行的细节：
①、Blink将源码交给V8引擎，Stream获取到源码并且进行编码转换
②、scanner会进行词法分析，词法分析之后会将代码转换为成tokens
③、tokens会被转换为AST树，经过Parser和PreParser：
Parser就是直接将tokens转换为AST树架构；
PreParser预解析，为什么会需要预解析？
1)如上图中的函数outer(),内部有一个函数inner()，但是并没有任何调用inner()的代码，那么就意味着并不是所有的JavaScript代码，都是一开始就被执行。对所有的JavaScript代码进行解析，必定会影响网页的运行效率。
2)V8引擎实现了Lazy Parsing(延迟解析)的方案，作用是将不必要的函数进行预解析，我只需要知道有这么个函数就行，也就是只解析暂时需要的内容，对函数的全量解析在函数被调用的时候才会执行。
3)例如上图中函数outer中的inner函数，它就是会执行预解析。
④、生成AST树之后，会被Ignition转成字节码，之后的过程就是代码的执行过程。