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浏览器内核

解析的过程由浏览器内核执行

  • 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 ;
  • 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;

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。

浏览器渲染过程

由浏览器内核进行解析，先将html文件利用parser转成DOM树，同时CSS通过parser也转成了CSS规则；然后DOMTree和CSSRules结合在一起生成一个渲染树（RenderTree），同时通过布局引擎执行具体操作生成最终的渲染树；然后进行绘制，最后浏览器再进行展示
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  • 但是在这个执行过程中，HTML解析的时候遇到了JavaScript标签，应该怎么办呢?会停止解析HTML，而去加载和执行JavaScript代码;
  • Javascript代码由谁来执行？JavaScript引擎

  • HTML树和DOM树：HTML树是我们所编写的形式，DOM树是HTML树在浏览器中的表现形式

    Javascript引擎

    我们前面说过，高级的编程语言都是需要转成最终的机器指令来执行的;
    事实上我们编写的JavaScript无论你交给浏览器或者Node执行，最后都是需要被CPU执行的;
    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;

  • 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;

    浏览器内核与Js引擎的关系

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    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;

    V8引擎

    原理

  • 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-32ARM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。

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js代码不能直接由CPU执行，因此需要由V8引擎进行解析，首先会由 进行词法分析和语法分析（将语法分析得到的类型再进行语法分析），语法分析得AST抽象语法树，（抽象语法树的格式和关键字比较固定，进行转化和操作更加方便），通过ignation转化为字节码（代码的运行环境不一定，不同的环境有不同的CPU，不同的CPU具有不同的CPU架构，所需要的机器指令不同，因此先转化为字节码。字节码本身是跨平台的，准备运行的时候再转化为对应的汇编指令，再由汇编指令转化为对应的机器指令，在进行运行），运行后再将结果渲染到浏览器上。
如果该函数执行的频率特别高，会被标记为hot，此时在AST这一步后，将AST通过TitoFa直接转化为优化的机器码。
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ts的运行性能更高，因为有特定的数据类型（如上）

  1. 词法分析举例
  2. const name = "hyy"
  3. token:[
  4.           {type: 'keyWord', value : 'const'},
  5.           {type: 'identifier', value :'name'}
  6.        ]
  1. const name = "hyy"

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架构

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;

lgnition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 ;
  • 字节码的生成速度是远远大于机器码的，因此网页初始化解析执行js的时间缩短了
  • Ignition的V8官方文档: https://v8.dev/blog/ignition-interpreter
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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
  • 生成优化字节码时，不需要直接从源码开始编译，而是使用字节码，而是用deptimization时，只需要回到中间层从字节码解释执行即可

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    官方解析

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  • 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（后续会详细分析)。

    JavaScript执行过程

  • 代码被解析，v8引擎内部会创建一个对象（globalObject）

  • 运行代码
    • v8为了执行代码，v8引擎内部会有一个执行上下文栈（函数调用栈）Excution Context Stack ECStack
    • 为了执行全局代码，需要创建全局执行上下文（全局代码需要被执行时才会被创建）Global ExcutionContext