01_JavaScript运行原理和执行过程

浏览器渲染过程

HTML解析的时候遇到了JavaScript标签，会停止解析HTML，而去加载和执行JavaScript代码。

 常见的JavaScript引擎

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IT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；

浏览器内核和JS引擎的关系

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；

V8引擎

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；
　　如果函数没有被调用，那么是不会被转换成AST的；
Ignition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；
　　Ignition的V8官方文档：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；
　　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；

 V8执行的细节

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。

JavaScript的执行过程

有下面一段代码，它在JavaScript中是如何被执行的呢？

 1、初始化全局对象

js引擎会在执行代码之前，会在堆内存中创建一个全局对象：Global Object（GO）
　　该对象 所有的作用域（scope）都可以访问；
　　里面会包含Date、Array、String、Number、setTimeout、setInterval等等；
　　其中还有一个window属性指向自己；

 2、执行上下文栈（调用栈）

js引擎内部有一个执行上下文栈（Execution Context Stack，简称ECS），它是用于执行代码的调用栈。
那么现在它要执行谁呢？执行的是全局的代码块：
　　全局的代码块为了执行会构建一个 Global Execution Context（GEC）；
　　GEC会 被放入到ECS中 执行；
GEC被放入到ECS中里面包含两部分内容：
　　第一部分：在代码执行前，在parser转成AST的过程中，会将全局定义的变量、函数等加入到GlobalObject中，但是并不会赋值；
　　　　这个过程也称之为变量的作用域提升（hoisting）
　　第二部分：在代码执行中，对变量赋值，或者执行其他的函数；

GEC被放入到ECS中  

 GEC开始执行代码

 3、遇到函数如何执行？

在执行的过程中执行到一个函数时，就会根据函数体创建一个函数执行上下文（Functional Execution Context，简称FEC），并且压入到EC Stack中。
FEC中包含三部分内容：
　　第一部分：在解析函数成为AST树结构时，会创建一个Activation Object（AO）：
　　　　AO中包含形参、arguments、函数定义和指向函数对象、定义的变量；
　　第二部分：作用域链：由VO（在函数中就是AO对象）和父级VO组成，查找时会一层层查找；
　　第三部分：this绑定的值；

 FEC被放入到ECS中

 

 FEC开始执行代码

 

 变量环境和记录

在最新的ECMA标准中，我们前面的变量对象VO已经有另外一个称呼了变量环境。

早期ECMA的版本规范：

 在最新的ECMA的版本规范

 

作用域提升面试题

// 1---
var n = 100
function foo(){
  n = 200
}
foo()
console.log(n)  //200

// 2---
function foo(){
  console.log(n)  //undefined
  var n = 200
  console.log(n)  //200
}
var n = 100
foo()

// 3---
var a  = 100
function foo(){
  console.log(a)  //undefined
  return 
  var a = 100
}
foo()

// 4---
function foo(){
  var a = b  = 100  //等同于下面代码
  // b = 100
  // var a = b
}
foo()
console.log(a) //a is not defined
console.log(b) //100

// 5---
var n = 100
function foo1(){
  console.log(n) // 100
}
function foo2(){
  var n = 200
  console.log(n)  //200
  foo1()
}
foo2()
console.log(n) //100