V8 是如何实现 JavaScript Hoist 的
1 首先
今天在知乎上看到一个问题“JavaScript有预编译吗?”,题主实际上是对 JavaScript 变量提升(hoist)机制的实现过程有疑惑。我刚知道 hoist 时也好奇过浏览器是怎么实现的,就跑去看了一下 V8 引擎的源码,做了一些笔记,现在正好趁机整理出来。
2 Hoist
var 和 function 的 hoist 是老生常谈的问题,网上有大量资料,JavaScript 秘密花园
3 V8 源码
4 V8 的 Hoist
V8 中变量提升涉及到两个步骤,Parse 和 Analyze 。先 Parse 一遍代码得出 AST (抽象语法树)等信息,再把信息 Analyze 一遍。虽然 V8 有“预语法分析”,「preparser.h」, 只是为了收集信息辅助后续加速的,不属于预编译。
Talk is cheap, let me show you the code.
5 Parse 部分
在「parser.cc
」里
var 声明的处理在 Parser::ParseVariableDeclarations
函数中,对于 var a = 2
,V8 是将声明和赋值分开处理的,即转换为 var a; a = 2;
,然后前者由 Parser::Declare
提升。提升就是将每一层作用域用户声明的变量都放在该层的 variables_
表中。
1 Block* Parser::ParseVariableDeclarations( /*...*/ ) { 2 /*...*/ 3 // 一层层地向外找合适的声明作用域 4 Scope* declaration_scope = DeclarationScope(mode); 5 /*...*/ 6 // 分析出变量名 7 name = ParseIdentifier(kDontAllowEvalOrArguments, CHECK_OK); 8 /*...*/ 9 // 下面会详细讲 proxy 10 VariableProxy* proxy = NewUnresolved(name, mode); 11 // 进一步封装 12 Declaration* declaration = 13 factory()->NewVariableDeclaration(proxy, mode, scope_, pos); 14 // 声明变量,注意 VAR 声明时第二个参数是 false 15 Variable* var = Declare(declaration, mode != VAR, CHECK_OK); 16 /*...*/ 17 // 如果接下来还有等号的话(带赋值的变量声明) 18 if (peek() == Token::ASSIGN /*...*/ ) { 19 /*...*/ 20 // 解析出待赋的值 21 value = ParseAssignmentExpression(var_context != kForStatement, CHECK_OK); 22 /*...*/ 23 } 24 /*...*/ 25 // 按正常的赋值表达式语句解析 26 VariableProxy* proxy = initialization_scope->NewUnresolved(factory(), name); 27 Assignment* assignment = factory()->NewAssignment(init_op, proxy, value, pos); 28 block->AddStatement( 29 factory()->NewExpressionStatement(assignment, RelocInfo::kNoPosition), 30 zone()); 31 /*...*/ 32 }
function 声明在 Parser::ParseFunctionDeclaration
中,
Statement* Parser::ParseFunctionDeclaration( /*...*/ ) { /*...*/ // 可以看到函数体在这里也一并读取了 FunctionLiteral* fun = ParseFunctionLiteral( /*...*/ ); /*...*/ // 与var 声明大同小异 VariableProxy* proxy = NewUnresolved(name, mode); Declaration* declaration = factory()->NewFunctionDeclaration(proxy, mode, fun, scope_, pos); // 注意这里的 true Declare(declaration, true, CHECK_OK); /*...*/ }
注意两者传入 Parser::Declare
函数的第二个参数值(resolve
)不一样。
前面提过,对于“var a = 2”,V8 是将声明和赋值分开处理的,即转换为 var a; a = 2;
。var a;
提升后, a = 2;
还在原来的位置,相当于拆散了。
在 ES5 中,除了 function
作用域外还有 with
和 catch
可以产生作用域的(最近也做了笔记)。而 var 的 hoist 是提升到函数作用域的最前面,所以会有下面的情况:
(function fn() { try {throw 1} catch(a) { console.log(a); // 1 ,这里的 a 是 catch 的 var a = 3; // 这里的 a 也是 catch 的 } console.log(a); // undefined ,这里的 a 是 fn 的 }());
所以对于 var 的声明,不可以在读到 var a = 3;
时就绑定,于是 V8 的 proxy 变量代理的机制就显得十分有用了。
对于 var 声明, proxy 不跟变量绑定,而是在 Parse 一遍后的 Analyze 阶段再统一进行绑定,所以传入 false;而由于函数没有上面的情况,在 Parse 的时候就可以将其 proxy 与变量绑定,于是传入的 resolve 为 true。
看看 Parser::Declare
如何处理变量:
1 Variable* Parser::Declare(Declaration* declaration, bool resolve, bool* ok) { 2 VariableProxy* proxy = declaration->proxy(); 3 DCHECK(proxy->raw_name() != NULL); 4 const AstRawString* name = proxy->raw_name(); 5 VariableMode mode = declaration->mode(); 6 // 层层向外找最近的声明作用域 7 Scope* declaration_scope = DeclarationScope(mode); 8 // 只有符合以下几个声明作用域才会进行注册 9 if (declaration_scope->is_function_scope() || 10 declaration_scope->is_strict_eval_scope() || 11 declaration_scope->is_block_scope() || 12 declaration_scope->is_module_scope() || 13 declaration_scope->is_script_scope()) { 14 // 看看有没有被注册了 15 var = declaration_scope->LookupLocal(name); 16 // 如果没有就新注册一个 17 if (var == NULL) { 18 // var 和 function 还有 ES6 的 let const 等等都会在这里做标记 19 var = declaration_scope->DeclareLocal( 20 name, mode, declaration->initialization(), 21 declaration->IsFunctionDeclaration() ? Variable::FUNCTION 22 : Variable::NORMAL, 23 kNotAssigned); 24 } else if ( /*...*/ ) { 25 /*...*/ // ES6 相关 26 } else if (mode == VAR) { 27 // 如果之前已经注册了的话,就可能被赋过值了 28 var->set_maybe_assigned(); 29 } 30 } 31 /*...*/ 32 // 对于每次声明 V8 都会挂载一个 declaration 节点 33 // 虽然只有在必要的时候才会生成相应代码 34 // 但对于一个变量有过多的 declaration 节点必然会影响查找性能 35 // 所以尽量不要重复声明 36 declaration_scope->AddDeclaration(declaration); 37 /*...*/ 38 // 前面提到的传入的 resolve 39 // function 为 true 40 // var 为 false 41 if (resolve && var != NULL) { 42 // 绑定在一起 43 proxy->BindTo(var); 44 } 45 return var; 46 }
6 Analyze 部分
在「scope.cc
」里
Analyze 是由最外层 Scope::Analyze
开始,一层层向里递归的查看需要 resolve 的作用域,然后对该作用域的每一个需要 resolve 的 proxy 再一层层向外递归查找最近的同名变量进行绑定。
7 总结
V8 为了处理声明提升,在每层作用域都会维护一个独立的声明作用域(variables_
表),这样运行时就可以从声明作用域中递归查找变量。为了处理一些不能确定的特殊情况,V8 会将 proxy 与变量的绑定推迟到 Analyze 阶段。
所以对 var 和 function 提升的处理在语法分析阶段就搞定了,不需要预编译。
转自:https://blog.crimx.com/2015/03/29/javascript-hoist-under-the-hood/