图解 Google V8 # 09：运行时环境：运行JavaScript代码的基石

Posted 2022-06-17 凯小默

说明

图解 Google V8 学习笔记

运行时环境

在执行 javascript 代码之前，V8 就已经准备好了代码的运行时环境，包括：

• 堆空间和栈空间
• 全局执行上下文
• 全局作用域
• 内置的内建函数
• 宿主环境提供的扩展函数和对象
• 消息循环系统

什么是宿主环境？

要执行 V8，则需要有一个宿主环境，宿主环境可以是浏览器中的渲染进程，可以是 Node.js 进程, 也可以是其他的定制开发的环境，而这些宿主则提供了很多 V8 执行 JavaScript 时所需的基础功能部件。

宿主环境和 V8 的关系：

V8 和浏览器的渲染进程的关系看成病毒和细胞的关系：

• 浏览器为 V8 提供基础的消息循环系统、全局变量、Web API
• V8 的核心是实现了 ECMAScript 标准，这相当于病毒自己的 DNA 或者 RNA，V8 只提供了 ECMAScript 定义的一些对象和一些核心的函数，这包括了 Object、Function、String。
• 除此之外，V8 还提供了垃圾回收器、协程等基础内容，不过这些功能依然需要宿主环境的配合才能完整执行。

构造数据存储空间：堆空间和栈空间

栈空间

栈空间主要是用来管理 JavaScript 函数调用的，栈是内存中连续的一块空间，同时栈结构是“先进后出”的策略。

特点：

• 先进后出
• 空间连续
• 查找效率非常高

函数调用过程中，什么会存在栈里：

• 原生类型
• 引用到的对象的地址
• 函数的执行状态
• this 值等

V8 对栈空间的大小做了限制，超出就会报栈溢出的错误：Uncaught RangeError: Maximum call stack size exceeded。

例子：

堆空间

堆空间是一种树形的存储结构，用来存储对象类型的离散的数据，以及一些占用内存比较大的数据。

存在堆空间的：

• 函数
• 数组
• 在浏览器中还有 window 对象
• document 对象等

全局执行上下文和全局作用域

V8 初始化了基础的存储空间之后，接下来就需要初始化全局执行上下文和全局作用域。

当 V8 开始执行一段可执行代码时，会生成一个执行上下文来维护执行当前代码所需要的变量声明、this 指向等。

执行上下文中主要包含：

• 变量环境
• 词法环境：包含了使用 let、const 等变量的内容
• this 关键字

全局执行上下文在 V8 的生存周期内是不会被销毁的，它会一直保存在堆中。

例子：

var x = 5

    let y = 2
    const z = 3

这段代码在执行时，会有两个对应的作用域，一个是全局作用域，另外一个是括号内部的作用域，但是这些内容都会保存到全局执行上下文中。

构造事件循环系统

V8 还需要有一个主线程，用来执行 JavaScript 和执行垃圾回收等工作。

V8 是寄生在宿主环境中的，它并没有自己的主线程，而是使用宿主所提供的主线程，V8 所执行的代码都是在宿主的主线程上执行的。

在执行完代码之后，为了让线程继续运行，通常的做法是在代码中添加一个循环语句，在循环语句中监听下个事件。

如果主线程正在执行一个任务，这时候又来了一个新任务，那么这种情况下就需要引入一个消息队列，让新任务暂存到消息队列中，等当前的任务执行结束之后，再从消息队列中取出正在排队的任务。当执行完一个任务之后，我们的事件循环系统会重复这个过程，继续从消息队列中取出并执行下个任务。

事件循环系统主要用来处理任务的排队和任务的调度。