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  • JS引擎
    2022-01-06 17:17:52

    一个完整的浏览器包含浏览器内核和浏览器的外壳(shell)。浏览器核心——内核分成两部分:渲染引擎和js引擎。由于js引擎越来越独立,内核就倾向于只指渲染引擎。

    浏览器一般由七个模块组成,User Interface(用户界面)、Browser engine(浏览器引擎)、Rendering engine(渲染引擎)、Networking(网络)、JavaScript Interpreter(js解释器)、UI Backend(UI 后端)、Date Persistence(数据持久化存储)

    • 用户界面 -包括地址栏、后退/前进按钮、书签目录等,也就是你-所看到的除了页面显示窗口之外的其他部分
    • 浏览器引擎 -可以在用户界面和渲染引擎之间传送指令或在客户端本地缓存中读写数据等,是浏览器中各个部分之间相互通信的核心
    • 渲染引擎 -解析DOM文档和CSS规则并将内容排版到浏览器中显示有样式的界面,也有人称之为排版引擎,我们常说的浏览器内核主要指的就是渲染引擎
    • 网络 -用来完成网络调用或资源下载的模块
    • UI 后端 -用来绘制基本的浏览器窗口内控件,如输入框、按钮、单选按钮等,根据浏览器不同绘制的视觉效果也不同,但功能都是一样的。
    • JS解释器 -用来解释执行JS脚本的模块,如 V8 引擎、JavaScriptCore
    • 数据存储 -浏览器在硬盘中保存 cookie、localStorage等各种数据,可通过浏览器引擎提供的API进行调用

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  • javascript引擎

    2021-09-22 21:18:26
    最近在了解javascript引擎,在这里跟大家分享一下我学习到有关于javascript引擎的知识。 首先javascript引擎是一种为解释和执行javascript代码设计的虚拟机,javascript引擎一般包含以下这几个部分。 1、编译器,...

    最近在了解javascript引擎,在这里跟大家分享一下我学习到有关于javascript引擎的知识。

    首先javascript引擎是一种为解释和执行javascript代码设计的虚拟机,javascript引擎一般包含以下这几个部分。

    1、编译器,主要将源代码编译成抽象语法树,有些引擎还会将抽象语法树转换成字节码。

    2、解释器,主要解释执行字节码,依赖垃圾回收机制。

    3、JIT工具,将字节码或抽象语法树转换成本地代码。

    4、垃圾回收器和分析工具,负责垃圾回收和收集引擎中信息,改善引擎的性能。

    其次javascript是单线程语言,浏览器中一个页面在不开启新的线程下,永远都是一个线程在执行js代码。但是浏览器是多进程的。

    为什么浏览器采用的是多进程而不是单进程呢?

    第一,不稳定,浏览器的所有功能都在一个进程里,采用多线程方式去进行的话,如果一个线程崩毁,就会影响其他线程的正常运行,从而导致进程终止(线程同步、线程不安全、线程死锁)。

    第二,不流畅,浏览器的页面渲染、javascript解释运行,插件等功能都在同一个进程进行,就会导致线程之间互相抢占资源,阻塞线程运行,从而导致整个浏览器失去响应、卡顿。

    第三,不安全,多进程的好处就是容易隔离,每个进程都有自己的资源,相互不干扰,如果是单进程的话,只有出现漏洞,那么进程里面的资源就会被曝光,从而失去了安全性。(想进一步了解,关键字:浏览器安全)

    浏览器包含哪些进程呢?

    1、浏览器进程(只有一个):浏览器的主进程,负责浏览器界面显示,与用户交互(如前进或者后退页面)、管理各个页面,创建和销毁其他进程、将渲染进程在内存得到Bitmap,绘制到用户界面上、网络资源的下载。

    2、第三方插件进程:每种类型的插件对应一个进程,只有在使用插件时才会创建。

    3、GPU进程:用于3D绘制。

    4、浏览器渲染进程(浏览器内核):内部是多线程,默认一个tab页面对应一个进程,互不影响(有些进程会被合并),对页面进行渲染,执行脚本,事件处理。

    既然浏览器渲染进程是多线程,那么它包括哪些线程呢?(主要的线程)

    图1 (参考图片)

    1、GUI渲染线程

    负责渲染浏览器界面,解析HTML,CSS,构建DOM树和RenderObject树,布局和绘制页面等。

    当界面需要重绘或由于某种操作进行回流,该线程就会执行。

    GUI渲染线程与JS引擎线程是互斥的,当JS引擎执行时,GUI线程就会被挂起,GUI更新任务会被保存在一个队列,等JS引擎空闲时立刻被执行。

    2、JS引擎线程

    负责解析javascript脚本,处理javascript脚本程序。JS引擎一直在等任务队列的任务到来,然后进行处理,一个浏览器渲染进程什么时候都是只有一个js线程运行js程序(基于事件驱动单线程)。

    3、事件触发线程

    用来控制事件循环,当js引擎执行代码(setTimeOut或者鼠标点击、ajax)时,会将对应任务添加到事件线程中,当事件符合触发条件被触发时,该线程就会将事件添加任务队列的队尾,等待js引擎处理,而任务队列里的任务只有js引擎空闲时才会去执行。

    4、定时触发器线程

    用来帮函数setInterval与setTimeout计时,计时完毕后,事件触发线程会添加任务队列,等带js引擎空闲时执行。W3C在HTML标准中规定,setTimeout低于4ms的时间间隔算为4ms。

    5、异步http请求线程

    遇到异步http请求会交给该线程去处理,如果监听到状态码变更,如果有回调函数,事件触发线程会将回调函数放到任务队列的尾部等待js引擎处理。

    在运行javascript代码时,实际上要维护一组用于执行 JavaScript 代码的代理,每个代理由一组执行上下文的集合、执行上下文栈、主线程、一组可能创建用于执行 worker 的额外的线程集合、一个任务队列以及一个微任务队列构成。除了主线程(某些浏览器在多个代理之间共享的主线程)之外,其它组成部分对该代理都是唯一的。

    javascript存在异步执行,通过事件循环机制(event loop)实现执行。

    事件循环Event loop机制:

    首先,javascript任务分为同步任务和异步任务。

    1)同步任务:只有等待主线程执行完上一个任务,下一个任务才能执行,不然下一个任务就会一直等待。

    2)异步任务:不用等待主线程执行完上一个任务,下一个任务可以被另一个线程执行,一旦下一个任务执行,则通知主线程结果进行下一步操作(例如执行回调函数)。

    主线程在执行时,会依靠执行上下文栈(存放全局执行上下文和函数执行上下文),同步任务放在这个执行上下文栈,除此之外,还会有一个任务队列,异步任务会放在这个任务队列,一旦执行上下文栈没有任务了,主线程没有执行同步任务(空闲下来),任务队列里的异步任务就会到执行上下文栈,主线程去执行异步任务的回调函数(例如鼠标点击事件、ajax回调函数)。

    参考图2,图3:

    图2(参考图片)

    图3(参考图片)

    但是到了ES6版本,引入promise,从而有了一个新的概念microtask(微任务),在同步任务和异步任务的基础上再更加细分成任务(因为要跟微任务的名字做区分,也叫宏任务)和微任务。

    下面 MDN文档 对宏任务和微任务的解释。

    MDN文档的解释  

     总的来说,就是一段javascript代码、一个事件(例如鼠标点击事件)、setInterval、setTimeout都是一个宏任务,然后setInterval、setTimeout和事件是可以将回调函数放入到宏任务队列里,等待下一轮事件循环执行。

    宏任务和微任务的执行顺序:

     MDN文档的解释

    先是处理完宏任务队列里的宏任务,然后再去处理微任务队列里的微任务,最后再去处理渲染和绘制操作。

    参考图4:

     图4(参考图片)

    使用微任务应当注意:

    MDN文档的解释 

     当还在执行微任务并且微任务队列不为空时,还可以继续向微任务队列放入微任务,但是要进行下一个事件循环,得等到微任务队列为空,所以就会容易造成无尽循环,所以使用微任务还得谨慎。

    哪些javascript代码是宏任务、哪些是微任务呢?

    宏任务:setTimeout、setInterval、UI事件、同步javascript代码等,由宿主(浏览器、node)发起

    微任务:Promise.then、process.nextTick,由javascript引擎发起

    这是我对javascript引擎的初步认识,后续还会继续更新。

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  • JavaScript引擎

    2022-05-10 17:09:09
    无论是将js代码交给浏览器还是node执行,最后还是交给CPU执行,但是CPU只能认识自己的指令集,也就是包含0和1的机器语言,这个时候就需要JavaScript引擎来帮助我们将JavaScript代码翻译成CPU指令来执行。 2、常见的...

    一、认识JS引擎
    1、为什么需要JS引擎?
    越高级的编程语言,其实就是越接近人类思维的语言,但是这类语言一般电脑是完全不懂的,电脑能接受的只有包含0和1的机器指令,所以高级的编程语言,最终都要转成机器指令来执行。
    无论是将js代码交给浏览器还是node执行,最后还是交给CPU执行,但是CPU只能认识自己的指令集,也就是包含0和1的机器语言,这个时候就需要JavaScript引擎来帮助我们将JavaScript代码翻译成CPU指令来执行。

    2、常见的JavaScript引擎
    SpiderMonkey:第一款JavaScript引擎,是JavaScript作者开发的
    Chakra:微软开发的,用于IE浏览器
    JavaScriptCore: webKit中内置的JavaScript引擎,Apple公司开发的
    V8:Google开发的强大的JavaScript引擎,也帮助Chrome在众多浏览器中脱颖而出
    3、浏览器内核和JS引擎的关系
    以webkit为例:
    在这里插入图片描述
    二、V8引擎
    1、V8引擎的原理
    V8引擎是用C++编写的Google开源高性能的JavaScript和WebAssembly引擎,用于Chrome和Node.js等。
    它能够实现ECMAScript和WebAssembly,并在Windows7或者更高版本,macOS 10.12+和使用x64,IA-32,ARM或MIPS处理器的Linux系统上运行。
    V8引擎可以独立运行,也可以嵌入到任何C++应用程序中运行。例如,可以将V8引擎中使用Node.js看做是将将V8引擎嵌入到了应用程序中,那么Node.js就具备了执行JavaScript代码的能力。
    原理图:
    在这里插入图片描述
    ①、Parse模块会将JavaScript代码转换成AST,这是因为解释器并不直接认识JavaScript代码。如果函数没有被调用,是不会被转换为AST的
    ②、Ignition是一个解释器,会将AST转换为ByteCode。同时会收集TurboFan优化所需的信息(比如函数参数的类型信息,有了类型才能真实的运算)。如果函数只调用一次,Ignition将AST转换为ByteCode
    ③、为什么最后转化为字节码,而不是直接转化为机器码?
    因为JS代码在什么样的环境下执行并不固定,有可能是使用Windows环境、或者是mac环境、或者是Linux环境的浏览器上,也可能是在Node.js中,环境不固定,不同环境中就会有不同的CPU,不同的CPU拥有不同的CPU架构,不同的架构能够执行的机器指令是不一样的。
    在这里插入图片描述
    转化为V8引擎规定好的字节码,不管在什么环境下都可以执行,是跨平台的,最后V8引擎会把字节码转化汇编指令,再转化为不同环境对应的CPU指令。
    但是每次都走这套流程,还是不够方便。比如有一个函数是重复使用的,但是使用前面一套流程,每次使用这个函数的时候,都需要被转化为字节码,然后再变为CPU指令,性能比较低,如果可以直接将这个函数变为机器指令保存下来,使用这个函数的时候,直接运行机器指令,性能比较高,但是如果这个函数只运行一次,就没有必要转化变为机器代码保存下来,会浪费空间。
    ④、使用TurboFan库,是一个编译器,会将字节码编译为CPU可以直接执行的机器码,他可以利用ignition来收集函数的执行信息,了解到哪些函数执行次数比较多,会将这类函数标记为hot ,热函数,然后就会将这个函数转换为优化之后的机器指令,以后再使用这个热函数的时候,不需要上面繁琐的过程,直接执行机器指令就行。
    但是实际上机器码也会被还原为ByteCode,这是因为如果后续执行函数的过程中,类型发生改变,之前优化的机器码并不能正确地处理运算,就会逆向的转换为字节码。
    ⑤、Deoptimization: 比如有一个函数

    function  sum(num1,num2){
       num1+num2
    }
    

    调用sum函数

    sum(20,30)
    sum(28,30)
    

    如果传入数字,调用sum函数,需要做的工作就是对两个数字进行相加,执行的机器指令永远是对这两个数字进行相加.
    一旦改变传入值的类型,如果变成字符串,那么这个函数的意思就是两个字符串拼接。

    sum("aaa","bbb")
    

    这两种类型的传入值执行“+”操作对应的机器指令是不同的,JavaScript是不会对传入值的类型做检测的,那么还是使用数字相加的机器指令,这次函数调用的结果是不能够使用的。
    但是V8引擎中提供了一种解决办法Deoptimization过程,这个过程是,一旦发现在执行机器指令时候,执行的操作不一样的时候,Deoptimization会反向优化,又转化为字节码,执行后续操作。

    2、V8引擎的解析图
    在这里插入图片描述
    V8执行的细节:
    ①、Blink将源码交给V8引擎,Stream获取到源码并且进行编码转换
    ②、scanner会进行词法分析,词法分析之后会将代码转换为成tokens
    ③、tokens会被转换为AST树,经过Parser和PreParser:
    Parser就是直接将tokens转换为AST树架构;
    PreParser预解析,为什么会需要预解析?
    1)如上图中的函数outer(),内部有一个函数inner(),但是并没有任何调用inner()的代码,那么就意味着并不是所有的JavaScript代码,都是一开始就被执行。对所有的JavaScript代码进行解析,必定会影响网页的运行效率。
    2)V8引擎实现了Lazy Parsing(延迟解析)的方案,作用是将不必要的函数进行预解析,我只需要知道有这么个函数就行,也就是只解析暂时需要的内容,对函数的全量解析在函数被调用的时候才会执行。
    3)例如上图中函数outer中的inner函数,它就是会执行预解析。
    ④、生成AST树之后,会被Ignition转成字节码,之后的过程就是代码的执行过程。

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    前段时间,在浏览javaeye论坛,看见有人征集如何在java中运行数学表达式。

    结果方案五花八门:

    1.jakarta commons JEXL.

    2.Beanshell

    3.Java Math Expression Parser jep

    4.parse combinator jparsec

    5.jdk 6.0的 script

    6.利用SQL

    7.自己写语法分析

    如果自己写语法分析,没有个2000行估计搞不定。有人用sql来运行数学表达式,比较另类。

    不过由于前段时间较深入的学习了一些java的javascript引擎,我给出的方案就是用javascript来计算了。

    java中比较著名的js引擎当属mozilla开源的rhino,不过jdk6已经把它收归帐下,成了正规军。

    public class MathEval

    {

    public static void main(String[] args)

    {

    Context cx = Context.enter();

    try

    {

    Scriptable scope = cx.initStandardObjects();

    String str = "9*(1+2)";

    Object result = cx.evaluateString(scope, str, null, 1, null);

    double res = Context.toNumber(result);

    System.out.println(res);

    }

    finally

    {

    Context.exit();

    }

    }

    }

    下面总结一下前段时间学习rhino的心得(给自己的程序添加脚本功能,其实是很酷的):

    一:环境配置及运行js脚本:

    在 http://www.mozilla.org/rhino/ 下载rhino:

    把js.jar加入系统CLASSPATH中

    可以以交互模式调用js解释器:

    java org.mozilla.javascript.tools.shell.Main

    然后您应该会看到解释器的版本号,后面跟着提示符 js>

    用法如下:

    比如:有一个js文件:

    D:\eclipse-workshop\rhinoExample\src\isPrime.js

    内容如下:

    js 代码

    function isPrime (num)

    {

    if (num <= 1) {

    print("Please enter a positive integer >= 2.")

    return false

    }

    var prime = true

    var sqrRoot = Math.round(Math.sqrt(num))

    for (var n = 2; prime & n <= sqrRoot; ++n) {

    prime = (num % n != 0)

    }

    return prime

    }

    如何运行呢:

    1:在命令行下键入:

    java org.mozilla.javascript.tools.shell.Main

    2:在js〉下键入:

    load("D:/eclipse-workshop/rhinoExample/src/isPrime.js");

    注意:是“/”而不是“\”

    3:键入:

    isPrime(77);

    可看见返回结果为false。

    键入:

    isPrime(71);返回true

    再给个例子,脚本如下:

    person = {

    name:"Mike Squillace",

    age:37,

    position:"software engineer",

    getFirstName:function () {return this.name.split(" ")[0]}

    }

    person.getFirstName()

    js产生swing的例子:

    load("D:/eclipse-workshop/rhinoExample/src/SwingApplication.js");

    怎么样?看见效果没?是不是很强悍?其中SwingApplication.js是rhnio自带的例子。

    Rhino还有一个js脚本的调试器:

    Rhino JavaScript Debugger:

    java org.mozilla.javascript.tools.debugger.Main [options] [filename.js] [script-arguments]

    只须运行java org.mozilla.javascript.tools.debugger.Main,就可以看到调试器的界面了。

    为了加快js文件运行的速度,可以把它编译为class文件:

    compile:

    java org.mozilla.javascript.tools.jsc.Main D:/eclipse-workshop/rhinoExample/src/FirstCompile.js

    编译产生FirstCompile.class文件

    在D:/eclipse-workshop/rhinoExample/src/下运行该class文件:

    java FirstCompile

    二:在实际应用中不可避免的需要遇到java代码如何和javascript脚本相互访问的问题:

    这是一个最简单的例子:(liveConnect.js是rhnio自带的例子):

    load("D:/eclipse-workshop/rhinoExample/src/liveConnect.js");

    在给个复杂点的例子, 没有什么逻辑,纯技术展示,呵呵:

    JSFunction.java:

    java 代码

    package co.test;

    import org.mozilla.javascript.Function;

    public class JSFunction  //extends ScriptableObject

    {

    private String name;

    private Function handle;

    public void setHandler(Function func)

    {

    this.handle = func;

    }

    public Function getHandler()

    {

    return this.handle;

    }

    public JSFunction(String s)

    {

    this.name = s;

    }

    public static void print(String s)

    {

    System.out.println(s);

    }

    public String getName() {

    return name;

    }

    public void setName(String name) {

    this.name = name;

    }

    }

    JSExploration.java:

    java 代码

    package co.test;

    import java.io.FileReader;

    import java.io.LineNumberReader;

    import org.mozilla.javascript.Context;

    import org.mozilla.javascript.Function;

    import org.mozilla.javascript.Scriptable;

    public class JSExploration

    {

    private Context cx;

    private Scriptable scope;

    public JSExploration()

    {

    this.cx = Context.enter();

    this.scope = cx.initStandardObjects();

    }

    public Object runJavaScript(String filename)

    {

    String jsContent = this.getJsContent(filename);

    Object result = cx.evaluateString(scope, jsContent, filename, 1, null);

    return result;

    }

    private String getJsContent(String filename)

    {

    LineNumberReader reader;

    try

    {

    reader = new LineNumberReader(new FileReader(filename));

    String s = null;

    StringBuffer sb = new StringBuffer();

    while ((s = reader.readLine()) != null)

    {

    sb.append(s).append("\n");

    }

    return sb.toString();

    }

    catch (Exception e)

    {

    // TODO Auto-generated catch block

    e.printStackTrace();

    return null;

    }

    }

    public Scriptable getScope()

    {

    return scope;

    }

    public static void main(String[] args)

    {

    String filename = System.getProperty("user.dir") + "/jsmap.js";

    JSExploration jsExploration = new JSExploration();

    Object result = jsExploration.runJavaScript(filename);

    Scriptable scope = jsExploration.getScope();

    Scriptable obj = (Scriptable) scope.get("obj", scope);

    System.out.println("obj.a == " + obj.get("a", obj));

    Scriptable b = (Scriptable) obj.get("b", obj);

    System.out.println("b[0] == " + b.get(0, b));

    Boolean flag = (Boolean) scope.get("flag", scope);

    System.out.println(flag);

    Scriptable myobj = (Scriptable) scope.get("obj", scope);

    Boolean myflag = (Boolean) scope.get("flag", scope);

    System.out.println(myflag);

    Scriptable jsFunction = (Scriptable) scope.get("jsFunction", scope);

    Function fc = (Function) jsFunction.get("handler", jsFunction);

    Object isPrime = fc.call(Context.getCurrentContext(), jsFunction, fc, new Object[] { "this is my test" });

    }

    }

    js脚本:jsmap.js

    js 代码

    var swingNames = JavaImporter();

    swingNames.importPackage(Packages.java.lang);

    swingNames.importPackage(Packages.co.test);

    obj = {a:1, b:[‘x‘,‘y‘]}

    next = isPrime

    flag = isPrime(5)

    with (swingNames) {

    System.out.println("in javascript");

    JSFunction.print("in JSFunction");

    jsFunction = new JSFunction("lichunlei");

    var name = jsFunction.getName();

    System.out.println("get name from java source: " + name);

    jsFunction.setHandler(log);

    }

    java.lang.System.out.println("not use swingNames");

    function isPrime (num)

    {

    java.lang.System.out.println("in isPrime(num)");

    if (num <= 1) {

    java.lang.System.out.println("Please enter a positive integer >= 2.")

    return false

    }

    var prime = true

    var sqrRoot = Math.round(Math.sqrt(num))

    for (var n = 2; prime & n <= sqrRoot; ++n) {

    prime = (num % n != 0)

    }

    return prime

    }

    function log(msg)

    {

    java.lang.System.out.println("in function log: " + msg);

    }

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    千次阅读 2018-07-05 01:12:29
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    2021-06-24 17:23:34
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空空如也

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