一、浏览器工作原理

浏览器执行过程：
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二、认识浏览器内核

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；
  • 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；
  • 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。

三、浏览器渲染过程

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；
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那么，JavaScript代码由谁来执行呢？

答案是：JavaScript引擎

四、认识JavaScript引擎

为什么需要JavaScript引擎呢？

  1.   - 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；
  2.   - 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；
  3.   - 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；
  4.   - 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；

比较常见的JavaScript引擎都有哪些呢？

  1.   - **SpiderMonkey**：第一款JavaScript引擎，由Brendan Eich开发（也就是JavaScript作者）；
  2.   - **Chakra**：微软开发，用于IT浏览器；
  3.   - **JavaScriptCore：**WebKit中的JavaScript引擎，Apple公司开发；
  4.   - **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；
  5.   - 等等…

五、浏览器内核和JS引擎的关系

这里我们先以WebKit为例，WebKit实际上由两部分组成

  1.   - **WebCore**：负责HTML解析、布局、渲染等等相关的工作；
  2.   - **JavaScriptCore**：解析、执行JavaScript代码；

在小程序中编写的JavaScript代码就是被JSCore执行的

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另外一个强大的JavaScript引擎就是V8引擎

六、V8引擎原理

我们来看一下官方对V8引擎的定义：

  1.   - 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。
  2.   - 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。
  3.   - 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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七、V8引擎的架构

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；

  1.   -  如果函数没有被调用，那么是不会被转换成AST的；
  2.   -  Parse的V8官方文档：[https://v8.dev/blog/scanner](https://v8.dev/blog/scanner)

Ignition是一个解释器，会将AST转换成ByteCode（字节码）

  1.   -  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）；
  2.   -  如果函数只调用一次，Ignition会执行解释执行ByteCode；
  3.   -  Ignition的V8官方文档：[https://v8.dev/blog/ignition-interpreter](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；

  1.   -  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；
  2.   -  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；
  3.   -  TurboFan的V8官方文档：[https://v8.dev/blog/turbofan-jit](https://v8.dev/blog/turbofan-jit)

八、V8引擎的官方解析图

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九、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（后续会详细分析）。