JavaScript高级JavaScript的运行原理：V8引擎，JS代码执行原理，作用域和作用域链面试题

Posted 2022-09-26 karshey

文章目录

• • V8引擎
  • • 架构
  • JavaScript代码执行原理
  • • 初始化全局对象
    • 执行上下文 Execution Contexts
    • 函数的执行
  • 作用域和作用域链的面试题
  • • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
  • 参考

V8引擎

浏览器内核是由两部分组成的，以webkit为例：

• 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。

有一个强大的JavaScript引擎就是V8引擎。

架构

Parse模块会将JavaScript代码转换成AST（抽象语法树），因为解释器并不直接认识JavaScript代码。如果函数没有被调用，是不会被转成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（如函数参数的类型信息）。如果函数只调用一次，Ignition会解释执行ByteCode；

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。
• 机器码也会被还原为ByteCode，因为如果后续执行函数的过程中，类型发生了变化，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

如：

function sum(num1,num2)
	return num1+num2

若多次调用sum(10,20),则它会被标记为热点函数，且优化为机器码。这里的数据类型都是Number，执行的操作是加法。
但这里也可以传入两个字符串，执行的操作是字符串拼接，若如此，之前优化的机器码就要逆向地转换成字节码。

JavaScript代码执行原理

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
• 有一个window属性指向自己

执行上下文 Execution Contexts

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。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全局执行上下文 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：

• 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）
• 在代码执行中，对变量赋值，或者执行其他的函数

VO对象

每一个执行上下文会关联一个VO（Variable Object，变量对象），变量和函数声明会被添加到这个VO对象中

举个例子：

var message = "Global Message"

function foo() 
    message = "foo message"


var num1 = 30
var num2 = 20
var res = num1 + num2
console.log(res);

这段代码被parse（即转化为AST）时，会有一个VO对象。这段代码里的message、foo、num1、num2、res的声明都会被放到这个VO对象中（注意，函数是提前声明的），但是还没赋值。相当于：

VO:
//创建函数对象，值（键值对的值）是指向函数对象的指针
	foo:0xa00,
	message:undefined,	
	num1:undefined,
	num2:undefined,
	res:undefined,

如果执行上下文是全局执行上下文的话，VO就是GO。

函数的执行

执行一个函数时，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。

这里的VO是AO（Activation Object），它会使用arguments作为初始化，并且初始值是传入的参数，AO会存放变量的初始化。

作用域和作用域链的面试题

看看这个：Js作用域与作用域链详解

面试题：

1

var n = 100
function foo() 
    n = 200

foo()
console.log(n);

答：

200

2

function foo() 
    console.log(n);
    n = 200
    console.log(n);

var n = 100
foo()

答：

100
200

3

var n = 100
function foo1() 
   console.log(n);

function foo2() 
   var n = 200
   console.log(n);
   foo1()


foo2()
console.log(n);

答：

200
100
100

解析：

1. foo2里的n是200
2. 调用foo1，foo1里没有n，所以去它的上层作用域找：它的上层作用域是全局——与调用的位置无关，与定义的位置有关，所以全局里的n是100
3. 全局里的n是100

4

var a = 100
function foo() 
   console.log(a);
   return
   var a = 100


foo()

答：

undefined

解析：foo里有a！代码其实相当于：

var a = 100
function foo() 
   var a
   console.log(a);
   //return 后的不会执行
   //return
   //a = 100


foo()

所以输出是undefined。

5

function foo() 
    var a = b = 100

foo()
console.log(a);
console.log(b);

解析：

1. 访问不到a，因为a只在foo函数作用域里，在全局里没有
2. 访问得到b，因为b没有用var声明，于是会被js解析成全局变量，b为100

参考

coderwhy的课
JavaScript代码到底是怎么执行的？
站在‘上帝 ’角度，透视v8 执行 js 的过程
Js作用域与作用域链详解