浅谈Javascript引擎
ultraboy 2020-01-13
说到Javascript引擎，很多人既熟悉又陌生。因为虽然每天都在写很多js代码，但对于其原理及运行机制还不是很熟悉。这在系统资源充足的情况下缺陷显露不出来，但在有性能需求或是不同浏览器上需要兼容时可能问题就冒出来了。所以明白引擎的工作原理还是非常有必要的。
那什么算是引擎呢？个人觉得再计算机领域，引擎就是一种软件的转换器，将你的代码输入后产出符合机器识别和操作的命令。就拿javascript来说，引擎负责解析js代码，编译成不同环境的机器语言。但由于javascript语言是动态解释性语言，因此js引擎的性能压力就会非常大，相较于java，c++等编译型语言来说。因此，性能将是衡量现代js引擎的核心指标之一。
现在主流的js引擎是谷歌chrome的V8引擎和JavascriptCore，都属于webkit内核，webkit最早是由苹果公司提出，后来随着影响力慢慢增大，吸引很多公司共同开发。而后由于意见相左，谷歌从webkit单独切出来，自己开发了chromium系列浏览器，主打高性能，因此我们会看到在V8中引入了很多性能优化的技术；而相对的JavascriptCore则一直属于webkit内核默认的引擎，也在慢慢优化迭代。具体有哪些异同点我们来看下吧。
V8引擎
首先来看下V8整体的处理流程：
第一步都是用解析器解析，生成抽象语法树，然后使用JIT（Just In Time）的全代码生成器生成本地的代码。这里的全代码生成器（full-code generator）属于JIT编译器的一部分，区别于JavaScriptCore的字节码中间结果，这样的设计主要是性能的考虑，但同样在某些场景下会触发更多耗时的计算。
全代码生成器的编译结果依赖不同平台的后端实现，最终生成对应的汇编代码，如下图所示：
另外值得一提的是V8的内存管理：涉及到如何管理数据分片和垃圾回收。数据层面使用Zone类，这是引擎调度的最小单元，整块的存取删除Zone区域，在Zone内部保存同类型的数据类型。如果要回收也是回收整个Zone内存块，这样做的好处是可以高效的处理一大批类似的操作，比如生成抽象语法树，但缺点也是非常明显，在Zone内的零散数据结构很难被及时清理导致内存消耗上升。
针对内存的垃圾回收V8也是采用了经典的3分类做法，分为年轻分代，年老分代和大对象。如下图所示：
V8中使用句柄来标记对象位置，与指针的区别是句柄一般是操作系统的整数字节，一般是4或8个字节。句柄可以生成对应的指针地址，也可以针对小的整数数据直接保存。
JavascriptCore引擎
作为苹果公司维护的默认webkit引擎，JavaScriptCore引入了很多的苹果公司的技术，例如LLVM、DFG(Data-Flow Graph)JIT编译器。与V8最大的不同在于其在生成抽象语法树后并不直接生成本地代码，而是生成跨平台的字节码：
然后借助类似于Java虚拟机的解释器来解析字节码。
在内存管理这块，JavaScriptCore和V8是类似的，分代策略及Zone的变体JSGlobalData。
综上，V8和JavaScriptCore作为js引擎的代表，在发展的路线上各有特点，但性能都是两者绕不开需要不断完善的一块。随着HTML5标准的推广，更多的视频、webgl渲染等被加入进来，相信不久的将来web引擎的功能将会更加完善。
