深入出不来nodejs源码-V8引擎初探

　　原本打算是把node源码看得差不多了再去深入V8的，但是这两者基本上没办法分开讲。

　　与express是基于node的封装不同，node是基于V8的一个应用，源码内容已经渗透到V8层面，因此这章简述一下我目前理解的V8引擎吧。

　　首先需要理解的是V8是一个JS代码运行平台，可以将JS代码编译执行。

　　本节就非常浅显的讲一下V8内部一些常见类，以及一个运行JS代码的简单demo。

　　（由于研究V8引擎原理的人非常多，本人学识浅薄，可以去参考别人的博客）

参考资料：

　　1、很多大佬的博客

　　2、V8引擎API文档：https://v8docs.nodesource.com/

　　3、github：https://github.com/v8/v8

　　

　　本节先列举一些核心类，示例代码大部分来源于node中的源码。

Isolate

　　该类代表一个V8引擎实例，有自己独立的状态，用法如下。

1、不能使用new关键字来生成一个实例，只能通过类方法Isolate::New(params)来创建。

Isolate* const isolate = Isolate::New(params);

2、该类的方法都是设置V8引擎的一些处理细节。

// 添加error的信息监听器
isolate->AddMessageListener(OnMessage);
// 从名字能看出来 设置未捕捉中断异常的回调函数
isolate->SetAbortOnUncaughtExceptionCallback(ShouldAbortOnUncaughtException);
// 设置Microtask的执行方式(有三种)
isolate->SetMicrotasksPolicy(v8::MicrotasksPolicy::kExplicit);
// 设置致命错误的回调函数
isolate->SetFatalErrorHandler(OnFatalError);
// WebAssembly代码生成回调函数
isolate->SetAllowWasmCodeGenerationCallback(AllowWasmCodeGenerationCallback);

3、作为一个参数传入其余的V8工具类中。

// 单线程运行V8的Isolate
Locker locker(isolate);
Isolate::Scope isolate_scope(isolate);

 

Local/Persistent - Handle

　　这个地方我之前一直比较混乱，因为有文章指出：Handle类定义在v8.h中，它是一个模板类，而且有两个派生类Local和Persistent。

　　出处：https://blog.csdn.net/sunbxonline/article/details/20310897

　　但是从源码来看，无论是Local<T>还是MaybeLocal<T>，均不继承于任何类(在V8中确实存在一个Handle的类，但是跟这两个没有继承关系)。

　　这是因为V8版本不一致，所以我这里只讲当前版本的情况，源码注释如下：

#if !defined(V8_IMMINENT_DEPRECATION_WARNINGS)
// Handle is an alias for Local for historical reasons.
template <class T>
using Handle = Local<T>;
#endif

　　这两个类从作用上讲都是handle，但实际上并不继承于同一个父类。

1、Local/Persistent是V8的两个类，指向底层的原始数据。

2、所有对象的引用都需要被V8的垃圾回收管理，在管理中可能出现移动对象的情况（参考网上大量关于V8垃圾回收的博客），这会导致对象指针产生错误，所以不能直接使用原始的数据类型，诸如String，而需要使用Local<String>，Local被V8引擎管理，会在对象移动时更新指针指向，并在合适的时候进行回收。

3、Persistent属于全局对象(可参考Global)，独立于HanldeScope，可使用Reset方法清空。

 

Value

　　所以JS数据类型映射到C++的根类，继承关系如下：

　　具体的内部实现后面做分析。 

 

HandleScope

 　　一个管理handle的容器，在当前作用域开头声明一个HanldeScope，在域结束时会自动清理所有的handle。

HandleScope handle_scope(isolate);

　　嵌套使用时，作用域会自动进行切换。

 

Context

　　执行上下文，有自己独立的函数与对象。与Isolate相似，通过类方法New来生成。

auto context = Context::New(isolate, nullptr, object_template);

　　可通过内部Scope类来进行上下文的切换。

Context::Scope context_scope(context);

 

Script

　　该类主要负责对JS代码字符串进行编译和执行，核心方法为Compile、Run。

　　Script::Compile可以编译JS代码字符串，返回一个Local<Script>对象

　　Script::Run可以执行编译后的JS代码，返回一个Handle<Value>对象

 

　　另外，还有FunctionTemplate/ObjectTemplate可以封装C++的对象、函数提供给JS代码调用，示例代码如下：

// 将C++的GetBinding函数包装提供给JS代码调用
// NewFunctionTemplate是v8::FunctionTemplate::New()方法的包装
v8::Local<v8::Function> get_binding_fn =
env->NewFunctionTemplate(GetBinding)->GetFunction(env->context())
.ToLocalChecked();

 

　　基本上大部分用到的东西就是上面所列举的，GC暂时不讨论，以一个非常简单的网上案例把上面的东西串起来：

// 创建一个Isolate实例
Isolate::CreateParams params;
Isolate* const isolate = Isolate::New(params);
// 创建一个HandleScope管理handle
HandleScope handle_scope(isolate);
// 创建一个上下文执行环境
Local<Context> context = Context::New(isolate);
// 切换到当前上下文
Context::Scope context_scope(context);
// 新建一个Local
// 类型可以类比JS的源字符串
Local<String> source = v8::String::NewFromOneByte(isolate , "12345");
// 编译该JS字符串
MaybeLocal<v8::Script> script = v8::Script::Compile(context , source);
// 执行上面返回的编译对象
Local<Value> result = script.ToLocalChecked()->Run(context).ToLocalChecked();
// 这个result就是对JS源字符串编译执行后的C++代码
Local<String> str = result->ToString(context ).ToLocalChecked();

　　这样，对V8引擎就有了一个基本的认识，可以帮助我们更好的学习nodejs源码。