编程菜鸟的入门级JavaScript 引擎指南

　　有时编写Web应用的代码会感觉充满魔力，因为我们只是写了一系列字符，就能在浏览器里看到效果了。但是理解魔法背后的技术，可以帮助你更好地提高编程技巧。至少当你试图解释在JavaScript驱动的web或移动应用的幕后发生了什么的时候，会觉得自己不那么白痴了。

　　很多年前，那是我还是个研究生讲师，向一个教授抱怨还没有掌握那些特别难懂的法语语法点，可以教给我的本科学生。我记得当时她说的话：“有时候，学习某个事物的唯一方式就是教授它。”

　　尝试向工程师解释NativeScript是如何通过JavaScript引擎在幕后工作、在运行时连接调用原生的APIs——面对这样一件复杂的工作很容易在一片杂草中迷失方向。事实上，任何JavaScript开发者都应该对我们每天使用的这门技术基础的引擎感到好奇。现在我们一起来仔细分析下JavaScript引擎到底做了什么，为什么不同的平台使用不同引擎，多年来它们是如何发展的，以及作为开发者我们为什么要关注这些。

　　首先，一些专业术语

　　“JavaScript引擎”通常被称作一种虚拟机。“虚拟机”是指软件驱动的给定的计算机系统的模拟器。有很多类型的虚拟机，它们根据自己在多大程度上精确地模拟或代替真实的物理机器来分类。

　　例如，“系统虚拟机”提供了一个可以运行操作系统的完整仿真平台。Mac用户很熟悉的Parallels就是一个允许你在Mac上运行Windows系统虚拟机。

　　另一方面，“进程虚拟机”不具备全部的功能，能运行一个程序或者进程。Wine是一个允许你在Linux机器上运行Windows应用的进程虚拟机，但是并不在Linux中提供完整的Windows操作系统。

　　JavaScript虚拟机是一种进程虚拟机，专门设计来解释和执行的JavaScript代码。

　　注意：要区别在浏览器中排布页面布局的布局引擎和解释和执行代码的底层JavaScript引擎是非常重要的。在这里可以找到一个很好的阐释。

　　那么，确切来讲，到底什么是JavaScript引擎，它做了什么?

　　JavaScript引擎的基本工作是把开发人员写的JavaScript代码转换成高效、优化的代码，这样就可以通过浏览器进行解释甚至嵌入到应用中。事实上，JavaScriptCore自称为“优化虚拟机”。

　　更准确地讲，每个JavaScript引擎都实现了一个版本的ECMAScript，JavaScript是它的一个分支。随着ECMAScript的不断发展，JavaScript引擎也不断改进。之所以有这么多不同的引擎，是因为它们每个都被设计运行在不同的web浏览器、headless浏览器、或者像Node.js那样的运行时环境中。

　　你也许熟悉web浏览器，那什么是headless浏览器呢?它是一个没有图形用户界面的web浏览器。它们在对web产品进行自动化测试时十分有用。一个很棒的例子就是PhantomJS。那Node.js又和JavaScript引擎有什么关系?Node.js是一个异步的、事件驱动的框架，让你在服务器端可以使用JavaScript。既然他们是驱动JavaScript的工具，所以它们也是由JavaScript引擎驱动。

　　按照上述关于虚拟机的定义，把JavaScript引擎称作进程虚拟机就很好理解了，因为它的唯一的目的就是读取和编译JavaScript代码。这并不意味着它只是个简单的引擎。比如，JavaScriptCore就有六个“构建模块”可以分析、解释、优化、垃圾回收JavaScript代码。

　　它是如何工作的?

　　当然，这决定于引擎。吸引我们注意的两个主要的引擎都利用了NativeScript，它们分别是WebKit的JavaScriptCore和Google的V8引擎。这两个引擎使用不同的方式处理代码。

　　JavaScriptCore执行一系列步骤来解释和优化脚本：

　　它进行词法分析，就是将源代码分解成一系列具有明确含义的符号或字符串。

　　然后用语法分析器分析这些符号，将其构建成语法树。

　　接着四个JIT(Just-In-Time)进程开始参与进来，分析和执行解析器所生成的字节码。

　　什么?简单来说，JavaScript引擎会加载你的源代码，把它分解成字符串(又叫做分词)，再把这些字符串转换成编译器可以理解的字节码，然后执行这些字节码。

　　Google的V8引擎是用C++编写的，它也能够编译并执行JavaScript源代码、处理内存分配和垃圾回收。它被设计成由两个编译器组成，可以把源码直接编译成机器码：

　　Full-codegen：输出未优化代码的快速编译器

　　Crankshaft:输出执行效率高、优化过的代码的慢速编译器

　　如果Crankshaft确定需要优化的代码是由Full-codegen生成的未优化代码，它就会取代Full-codegen，这个过程叫做“crankshafting”。

　　一旦编译过程中产生了机器代码，引擎就会向浏览器暴露所有的数据类型、操作符、对象、在ECMA标准中指定的函数、或任何运行时需要使用的东西，NativeScript就是如此。

　　有哪些JavaScript引擎?

　　有一大堆令人眼花缭乱的JavaScript引擎可以用来解释、分析和执行你的客户端代码。每个浏览器版本发布时，它的JavaScript引擎都可能有所改变或优化以跟上JavaScript代码执行技术的状况的变化。

　　你还没被这些浏览器引擎的名字完全弄糊涂之前，请记住很多市场营销的元素被加入了这些引擎和以它们为基础的浏览器。这篇对JavaScript编译十分有用的分析中，作者讽刺地指出：“你所不知道的是，编译器大约有37%是由市场营销构成的，对编译器进行品牌重塑也是你能做的为数不多的事情之一，智慧的市场营销，故而有了一系列名字：SquirrelFish、Nitro、SFX……”。

　　在牢记营销对命名和重命名这些引擎的影响的同时，注意到几件在JavaScript引擎发展史上的重大事件是很有用的。我为你做了一个便于理解的图表：

 　　*JavaScriptCore被改写为SquirrelFish，升级版本为QuirrelFishExtreme，也叫做Nitro。然而，构成Webkit实现基础的JavaScript引擎就是JavaScriptCore(比如Safari)。

　　**iOS开发者应该要知道移动设备的Safari使用Nitro，但是UIWebView不包括JIT编译，所以体验会慢一些。然而开发人员可以在iOS8中使用包含Nitro的WKWebView，使用体验明显变快。混合移动应用程序的开发人员应该能松口气了。

　　*最终io.js从Node.js分离开的原因之一就是为了支持V8版本的引擎。这仍然是一个挑战，正如这里讲述的。

　　我们为什么要关注?

　　JavaScript引擎的代码解析和执行过程的目标就是在最短时间内编译出最优化的代码。

　　最重要的是，这些引擎的演进与我们对发展web和移动平台的不断探究息息相关，让它们尽可能具有高性能，是相辅相成的。为了追踪这种演进，你可以看到各种各样的引擎在基准图中是如何表现的，就好像arewefastyet.com总结的。例如，比较Chrome在搭载V8引擎与non-Crankshafted引擎时的表现就很有趣。

　　任何一个web开发者都要意识到，我们努力编写、调试和维护的代码在不同浏览器中执行效果必然有所差异。为什么某段代码在一个浏览器上工作得很慢，但在另一个上却快得多?

　　同样地，移动开发者，尤其是使用webview显示页面内容的混合移动应用开发者，或者那些使用像NativeScript这种运行时环境的开发者，想知道是什么引擎在解释执行他们的JavaScript代码。移动web开发者应该注意到那些小小设备上的浏览器所具备的各种局限性和可能性。作为一个想持续发展的web、移动或应用程序开发人员，时刻关注JavaScript引擎的变化会带给你超值回报。

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