nodejs與v8引擎


Motivation

JavaScript 是一款擁有「自動垃圾回收」功能的編程語言。

市面上具有這樣功能的語言,一般都是擁有相對應的虛擬機的,像 Java的JVM ,C#的CLR ,PHP的Zend。

虛擬機一般實現了代碼解析,內存的管理、布局、垃圾回收等功能。

不像C/C++這種沒有虛擬機的語言,它們需要手動管理內存。

C/C++語言編譯后的文件,是可以直接運行的。

我認為學習一門開發語言,除了知道一些語法上的使用,各種API的調用以外。學習相應的虛擬機也是很有必要的。而 JavaScript 由於其特殊的歷史原因,並不是只有 V8 一個引擎。但是目前 V8 它是業界最優秀的 JavaScript 引擎,也就成為了一個學習樣本。

如今的 JavaScript 不僅僅是用在瀏覽器端了,也因為 NodeJS 的關系得以在服務器端運行。和瀏覽器端不同的地方在於服務器端對資源的敏感性是很高的。當業務規模大了,並發量上來了,一些很細小的問題會放大。這時候一些小小的內存泄漏,都會釀造災難。

所以作為一個 JavaScript 開發者,搞清楚從敲入 console.log('hello world') ,直到后面交由CPU執行的中間過程是很重要的。

這也對如何用 JavaScript 這門松散的語言編寫出高質量的代碼是具有指導作用的。

想真正做到 JavaScript 全棧,路漫漫其修遠兮。

V8 概述

V8 作為一個 JavaScript 引擎,最初是服役於 Google Chrome 瀏覽器的。它隨着 Chrome 的第一版發布而發布以及開源。現在它除了 Chrome 瀏覽器,已經有很多其他的使用者了。諸如 NodeJS、MongoDB、CouchDB 等。

JavaScript 作為 Prototype-Based Language , 基於它使用 Prototype 繼承的特征,V8 使用了直譯的方式,即把 JavaScript 代碼直接編譯成機器碼( Machine Code, 有些地方也叫 Native Code ),然后直接交由硬件執行。

與傳統的「編譯-解析-執行」的流程不同,V8 處理 JavaScript,並沒有二進制碼或其他的中間碼。

簡單來說,V8主要工作就是:「把 JavaScript 直譯成機器碼,然后運行」

但這中間,往往是一個復雜的過程,它需要處理很多的難題,諸如:

  1. 編譯優化

  2. 內存管理

  3. 垃圾回收

我寫的這一系列文章,也是從這三個大點來出發,解讀V8針對這些內容的處理。

V8 In NodeJS

NodeJS源碼小覽

NodeJS,是怎么引入V8的?

我們關注 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
│   ├── ...
├── 
...

需要關注的幾個目錄和文件:

/deps/v8 :這里是V8源碼所在文件夾,你會發現里面的目錄結構跟 V8源碼 十分相似。NodeJS除了移植V8源碼,還在增添了一些內容。

/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源碼的時候,會采用V8附帶的 js2c.py 工具,把所有內置的JavaScript代碼轉換成C++里面的數組,生成 out/Release/obj/gen/node_natives.h 文件。有些 Native Module 需要借助於 Builtin Module 實現背后的功能。

/out :該目錄是Node源碼編譯(命令行運行 make )后生成的目錄,里面包含了Node的可執行文件。當在命令行中鍵入 node xxx.js ,實際就是運行了 out/Release/node 文件。

來張圖說明一下V8在Node運行時的整體過程。

Node在啟動的時候,就已經把 Native Module,Builtin Module 加載到內存里面了。后來的 JavaScript 代碼,就需要通過 V8 進行動態編譯解析運行。


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