abstract:MotivationJavaScript 是一款擁有「自動(dòng)垃圾回收」功能的編程語(yǔ)言。市面上具有這樣功能的語(yǔ)言,一般都是擁有相對(duì)應(yīng)的虛擬機(jī)的,像 Java的JVM ,C#的CLR ,PHP的Zend。虛擬機(jī)一般實(shí)現(xiàn)了代碼解析,內(nèi)存的管理、布局、垃圾回收等功能。不像C/C++這種沒有虛擬機(jī)的語(yǔ)言,它們需要手動(dòng)管理內(nèi)存。C/C++語(yǔ)言編譯后的文件,是可以直接運(yùn)行的。我認(rèn)為學(xué)習(xí)一門開發(fā)語(yǔ)言,除了知道一些語(yǔ)
Motivation
JavaScript 是一款擁有「自動(dòng)垃圾回收」功能的編程語(yǔ)言。
市面上具有這樣功能的語(yǔ)言,一般都是擁有相對(duì)應(yīng)的虛擬機(jī)的,像 Java的JVM ,C#的CLR ,PHP的Zend。
虛擬機(jī)一般實(shí)現(xiàn)了代碼解析,內(nèi)存的管理、布局、垃圾回收等功能。
不像C/C++這種沒有虛擬機(jī)的語(yǔ)言,它們需要手動(dòng)管理內(nèi)存。
C/C++語(yǔ)言編譯后的文件,是可以直接運(yùn)行的。
我認(rèn)為學(xué)習(xí)一門開發(fā)語(yǔ)言,除了知道一些語(yǔ)法上的使用,各種API的調(diào)用以外。學(xué)習(xí)相應(yīng)的虛擬機(jī)也是很有必要的。而 JavaScript 由于其特殊的歷史原因,并不是只有 V8 一個(gè)引擎。但是目前 V8 它是業(yè)界最優(yōu)秀的 JavaScript 引擎,也就成為了一個(gè)學(xué)習(xí)樣本。
如今的 JavaScript 不僅僅是用在瀏覽器端了,也因?yàn)?NodeJS 的關(guān)系得以在服務(wù)器端運(yùn)行。和瀏覽器端不同的地方在于服務(wù)器端對(duì)資源的敏感性是很高的。當(dāng)業(yè)務(wù)規(guī)模大了,并發(fā)量上來(lái)了,一些很細(xì)小的問題會(huì)放大。這時(shí)候一些小小的內(nèi)存泄漏,都會(huì)釀造災(zāi)難。
所以作為一個(gè) JavaScript 開發(fā)者,搞清楚從敲入 console.log('hello world'),直到后面交由CPU執(zhí)行的中間過程是很重要的。
這也對(duì)如何用 JavaScript 這門松散的語(yǔ)言編寫出高質(zhì)量的代碼是具有指導(dǎo)作用的。
想真正做到 JavaScript 全棧,路漫漫其修遠(yuǎn)兮。
V8 概述
V8 作為一個(gè) JavaScript 引擎,最初是服役于 Google Chrome 瀏覽器的。它隨著 Chrome 的第一版發(fā)布而發(fā)布以及開源?,F(xiàn)在它除了 Chrome 瀏覽器,已經(jīng)有很多其他的使用者了。諸如 NodeJS、MongoDB、CouchDB 等。
JavaScript 作為 Prototype-Based Language , 基于它使用 Prototype 繼承的特征,V8 使用了直譯的方式,即把 JavaScript 代碼直接編譯成機(jī)器碼( Machine Code, 有些地方也叫 Native Code ),然后直接交由硬件執(zhí)行。與傳統(tǒng)的「編譯-解析-執(zhí)行」的流程不同,V8 處理 JavaScript,并沒有二進(jìn)制碼或其他的中間碼。
簡(jiǎn)單來(lái)說,V8主要工作就是:「把 JavaScript 直譯成機(jī)器碼,然后運(yùn)行」
但這中間,往往是一個(gè)復(fù)雜的過程,它需要處理很多的難題,諸如:
編譯優(yōu)化
內(nèi)存管理
垃圾回收
我寫的這一系列文章,也是從這三個(gè)大點(diǎn)來(lái)出發(fā),解讀V8針對(duì)這些內(nèi)容的處理。
V8 In NodeJS
NodeJS源碼小覽
NodeJS,是怎么引入V8的?
我們關(guān)注Node的源碼目錄:
. ├── ... ├── deps │ ├── ... │ ├── v8 │ ├── ... ├── ... ├── lib │ ├── ... │ ├── buffer.js │ ├── child_process.js │ ├── console.js │ ├── ... ├── node -> out/Release/node ├── ... ├── out │ ├── ... │ ├── Release | ├── node | ├── node.d | ├── obj | └── gen | ├── ... | ├── node_natives.h | ├── ... │ ├── ... ├── src │ ├── ... │ ├── debug-agent.cc │ ├── debug-agent.h │ ├── env-inl.h │ ├── env.cc │ ├── ... ├── ...
需要關(guān)注的幾個(gè)目錄和文件:
/deps/v8:這里是V8源碼所在文件夾,你會(huì)發(fā)現(xiàn)里面的目錄結(jié)構(gòu)跟V8源碼十分相似。NodeJS除了移植V8源碼,還在增添了一些內(nèi)容。
/src:由C/C++編寫的核心模塊所在文件夾,由C/C++編寫的這部分模塊被稱為「Builtin Module」
/lib:由JavaScript編寫的核心模塊所在文件夾,這部分被稱為「Native Code」,在編譯Node源碼的時(shí)候,會(huì)采用V8附帶的js2c.py工具,把所有內(nèi)置的JavaScript代碼轉(zhuǎn)換成C++里面的數(shù)組,生成out/Release/obj/gen/node_natives.h文件。有些 Native Module 需要借助于 Builtin Module 實(shí)現(xiàn)背后的功能。
/out:該目錄是Node源碼編譯(命令行運(yùn)行make)后生成的目錄,里面包含了Node的可執(zhí)行文件。當(dāng)在命令行中鍵入node xxx.js,實(shí)際就是運(yùn)行了out/Release/node文件。
來(lái)張圖說明一下V8在Node運(yùn)行時(shí)的整體過程。
查看V8版本號(hào)
NodeJS的進(jìn)步與V8息息相關(guān),關(guān)注每個(gè)NodeJS版本所對(duì)應(yīng)的V8版本,可以加強(qiáng)該版本新功能的理解和由來(lái)。
在NodeJS中,通過process.versions可以查看NodeJS依賴模塊的版本號(hào),V8就包含其中。
例如,我運(yùn)行的 v7.0.0的NodeJS:
$ node > process.versions { http_parser: '2.7.0', node: '8.0.0-pre', v8: '5.4.500.36', uv: '1.10.0', zlib: '1.2.8', ares: '1.10.1-DEV', modules: '51', openssl: '1.0.2j', icu: '58.1', unicode: '9.0', cldr: '30.0.2', tz: '2016g' }
NodeJS與V8的纏綿
2008年9月,V8 的第一個(gè)版本隨著 Chrome 的第一版本發(fā)布。
2009年5月,NodeJS 的第一個(gè)版本由 Ryan Dahl 在 GitHub 上發(fā)布。
2010年12月,官方公布 V8 的名為 Crankshaft 的優(yōu)化編譯器,與原來(lái)的 Full Compiler 一起工作,聲稱較2008年版本提高50%性能。
2014年12月, io.js 從久久不更新的 NodeJS 分出來(lái)支,并且引入最新的 V8 ,這時(shí)候 NodeJS 處于0.12.17版本。
2015年2月,NodeJS基金宣布NodeJS(v0.12)和io.js(v3.3)合并,合并版本在未來(lái)發(fā)布。
2015年7月7日,官方公布又一個(gè)新的名為TurBoFan的優(yōu)化編譯器,主要提供ES6的新語(yǔ)法,以及提高性能。并表明該編譯器最終目標(biāo)是全部替代Crankshaft編譯器
2015年7月17日,官方發(fā)布集成TurboFan的V8版本(v4.5)
2015年9月08日,NodeJS緊跟著發(fā)布了與io.js的合并版本(V4.0),引入最新的V8,給開發(fā)者們帶來(lái)了最新的ES6語(yǔ)法,以及性能上的提高。
2015年8月28日,V8發(fā)布v4.6版本
2015年10月29日,NodeJS發(fā)布V5.0.0版本
2016年3月15日,V8發(fā)布v5.0版本
2016年4月26日,NodeJS發(fā)布V6.0.0版本
2016年7月18日,V8發(fā)布v5.3版本,新增名為Ignition的解析器(Interpreter),跟原有的優(yōu)化編譯器(Crankshaft and TurboFan)進(jìn)行串聯(lián)工作,提供了更加優(yōu)化的內(nèi)存使用方案,主要針對(duì)于低內(nèi)存的Android設(shè)備,并稱在未來(lái)會(huì)普及到全平臺(tái)。
2016年10月25日,NodeJS發(fā)布v7.0.0版本
截止到今天(2016年11月),NodeJS版本v7.0.0,搭配了v5.4的v8,而官方發(fā)布的最新v8版本是v5.5。
回顧整個(gè)歷程,由于NodeJS是搭建在V8之上的,所以NodeJS很多「新增語(yǔ)言特性」和「提高性能」等更新都需要依賴V8的發(fā)布日程。
就像NodeJS和io.js宣布合并,和真正發(fā)布V4.0版本的中間,還隔了V8的生命歷程一個(gè)重大的更新(發(fā)布 TurboFan 編譯器,該編譯器引入了大量的ES6語(yǔ)法支持。)。這個(gè)更新直接提供了相當(dāng)一部分的ES6語(yǔ)法,以及性能上的提高。
總結(jié)
本篇主要描述了下面幾點(diǎn):
我的寫作動(dòng)機(jī),理解NodeJS底層,給寫出高質(zhì)量JavaScript代碼提供指導(dǎo)。
簡(jiǎn)單描述V8的角色,以及主要職責(zé):編譯優(yōu)化、內(nèi)存管理、垃圾回收。
通過NodeJS源碼目錄,以及NodeJS代碼加載過程,來(lái)認(rèn)識(shí)V8在這之中的位置。
羅列NodeJS與V8的歷代迭代版本以及聯(lián)系,強(qiáng)調(diào)V8在NodeJS中的地位。