揭开 JavaScript 引擎的面纱

 前言

最初，JavaScript 只能在 Web 浏览器中运行，但是随着 Node 的出现，现在 JavaScript 也可以在服务端运行。虽然我们可能知道应该在何时何地去使用它， 但是我们真的了解这些脚本执行的背后发生了什么吗?

如果您觉得自己对 JavaScript 引擎有了一些了解的话，可以先给自己鼓个掌，但不要急着关掉本文，我相信阅读完成后您仍然可以从中学到一些东西。

JavaScript 是一门高级语言，但是最终计算机能理解只有1和0。 那么我们编写的代码是如何被计算机理解的呢? 掌握所学编程语言的基础知识将让您能编写出更好的代码。 在本文中，我们仅探讨一个问题：JavaScript 是如何工作的?

下面让我们进入正题~

JavaScript 引擎

这是本文将要探索的主要内容，它负责使计算机理解我们编写的 JS 代码。JavaScript 引擎是一种用于将我们的代码转换为机器可读语言的引擎。如果没有 JavaScript 引擎，您编写的代码对计算机来说简直是一堆“胡言乱语”。不仅仅是 JavaScript ，其他所有编程语言都需要一个类似的引擎，来将这些“胡言乱语”转换成对计算机有意义的语言。

目前有多种 JavaScript 引擎在可供使用。您可以在 Wikipedia 上查阅所有可用的 JavaScript 引擎。它们也被称为 ECMAScript 引擎，这样叫的具体原因会在下文中提及。 下面是一些我们日常可能会用到的 JavaScript 引擎：

• Chakra, Microsoft IE/Edge
• SpiderMonkey, FireFox
• V8, Chrome

除此之外的其它引擎，可以自行搜索了解。接下来，我们将深入研究这些引擎，以了解它们是如何翻译 JavaScript 文件的。

JavaScript 引擎的内里

我们已经知道了引擎是必须的，由此可能不禁会想：

是谁发明了 JavaScript 引擎?

答案是，任何人都可以。它只是分析我们的代码并将其翻译的另一种语言的工具。V8 是最受欢迎的 JavaScript 引擎之一，也是 Chrome 和 NodeJS 使用的引擎。它是用 C++(一种底层语言)编写的。但是如果每个人都创造一个引擎，那场面就不是可控范围内的了。

因此，为了给这些引擎确立一个规范，ECMA 的标准诞生了，该标准主要提供如何编写引擎和 JavaScript 所有功能的规范。这就是新功能能在 ECMAScript 6、7、8 上实现的原因。同时，引擎也进行了更新以支持这些新功能。 于是，我们便可以在开发过程中检查了浏览器中 JS 高级功能的可用性。

下面我们对 V8 引擎进行进一步的探索，因为基本概念在所有引擎中是一致的。

JavaScript V8 Engine

上图就是 JS Engine 内部的工作流程。我们输入的代码将通过以下阶段，

• Parser
• AST
• Interpreter 生成 ByteCode
• Profiler
• Compiler 生成优化后的代码

别被上面的流程给唬住了，在几分钟后您将了解它们是协同运作的。

在进一步深入这些阶段之前，您需要先了解 Interpreter 和 Compiler 的区别。

Interpreter VS Compiler

通常，将代码转换成机器可读语言的方法有两种。 我们将要讨论的概念不仅适用于 JavaScript ，而且适用于大多数编程语言，例如 Python，Java 等。

Interpreter 逐行读取代码并立即执行。

Compiler 读取您的整个代码，进行一些优化，然后生成优化后的代码。

让我们来看下面这个例子。

function add(a, b) { 
 return a+b 
} 
for(let i = 0; i < 1000; i++) { 
 add(1 + 1) 
} 

上面的示例循环调用了 add 函数1000次，该函数将两个数字相加并返回总和。

Interpreter 接收上面的代码后，它将逐行读取并立即执行代码，直到循环结束。 它的工作仅仅是实时地将代码转换为我们的计算机可以理解的内容。

如果这段代码接受者是 Compiler，它会先完整地读取整个程序，对我们要执行的代码进行分析，并生成电脑可以读懂的机器语言。过程如同获取 X(我们的JS文件)并生成 Y(机器语言)一样。如果我们使用 Interpreter 执行 Y，则会获得与执行 X 相同的结果。

从上图中可以看出，ByteCode 只是中间码，计算机仍需要对其进行翻译才能执行。 但是 Interpreter 和 Compiler 都将源代码转换为机器语言，它们唯一的区别在于转换的过程不尽相同。

• Interpreter 逐行将源代码转换为等效的机器代码。
• Compiler 在一开始就将所有源代码转换为机器代码。

当您阅读完上面的推荐文章后，您可能已经了解到 Babel 实际上是一个 JS Compiler ，它可以接收您编写的新版本 JS 代码并向下编译为与浏览器兼容的 JS 代码(旧版本的 JS 代码)。

Interpreter 和 Compiler 的优缺点

• Interpreter 的优点是无需等待编译即可立即执行代码。这对在浏览器中运行 JS 提供了极大的便利，因为所有用户都不想浪费时间在等待代码编译这件事上。但是，当有大量的 JS 代码需要执行时会运行地比较慢。还记得上面例子中的那一小段代码吗?代码中执行了1000次函数调用。函数 add 被调用了1000次，但他的输出保持不变。但是 Interpreter 还是逐行执行，会显得比较慢。
• 在同样的情况下，Compiler 可以通过用2代替循环(因为 add 函数每次都是执行1 + 1)来进行一些优化。Compiler 最终给出的优化代码可以在更短的时间内执行完成。

综上所述，Interpreter 可以立即开始执行代码，但不会进行优化。 Compiler 虽然需要花费一些时间来编译代码，但是会生成对执行时更优的代码。

好的，Interpreter 和 Compiler 必要知识我们已经了解了。现在让我们回到主题——JS 引擎。

（编辑：PHP编程网 - 黄冈站长网）

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