JS的引擎

我们写的JavaScript代码直接交给浏览器或者Node执行时，底层的CPU是不认识的，也没法执行。CPU只认识自己的指令集，指令集对应的是汇编代码。

JavaScirpt引擎可以将JS代码编译为不同CPU(Intel, ARM以及MIPS等)对应的汇编代码

虽然浏览器非常多，但是主流的JavaScirpt引擎其实很少，毕竟开发一个JavaScript引擎是一件非常复杂的事情。比较出名的JS引擎有这些：

V8 (Google)
SpiderMonkey (Mozilla)
JavaScriptCore (Apple)
Chakra (Microsoft)
IOT
QuickJS与Hermes（超越了浏览器范畴）

JavaScript是一门动态类型语言，这会给编译器增加很大难度，因此专家们觉得它的性能很难提高，但是V8居然做到了，生成了非常高效的machine code(其实是汇编代码)，这使得JS可以应用在各个领域，比如Web、APP、桌面端、服务端以及IOT。

V8工作过程

Parser：负责将JavaScript源码转换为Abstract Syntax Tree (AST)；
Ignition：interpreter，即解释器，负责将AST转换为Bytecode，解释执行Bytecode；同时收集TurboFan优化编译所需的信息，比如函数参数的类型；
TurboFan：compiler，即编译器，利用Ignitio所收集的类型信息，将Bytecode转换为优化的汇编代码；
Orinoco：garbage collector，垃圾回收模块，负责将程序不再需要的内存空间回收；

Parser将JS源码转换为AST，然后Ignition将AST转换为Bytecode，或TurboFan将Bytecode转换为经过优化的Machine Code(实际上是汇编代码)。

例子：

1 如果函数没有被调用，则V8不会去编译它。
2 如果函数只被调用1次，则Ignition将其编译Bytecode就直接解释执行了。TurboFan不会进行优化编译，因为它需要Ignition收集函数执行时的类型信息。这就要求函数至少需要执行1次，TurboFan才有可能进行优化编译。
3 如果函数被调用多次，则它有可能会被识别为热点函数，且Ignition收集的类型信息证明可以进行优化编译的话，这时TurboFan则会将Bytecode编译为Optimized Machine Code，以提高代码的执行性能。

在运行C、C++以及Java等程序之前，需要进行编译，不能直接执行源码；但对于JavaScript来说，我们可以直接执行源码(比如：node server.js)，它是在运行阶段先编译再执行的，这种方式被称为即时编译(Just-in-time compilation)，简称为JIT。因此，V8也属于JIT编译器。
Ignition生成的Bytecode某种程度上就是汇编语言，只是它没有对应特定的CPU，或者说它对应的是虚拟的CPU。这样的话，生成Bytecode时简单很多，无需为不同的CPU生产不同的代码。要知道，V8支持9种不同的CPU，引入一个中间层Bytecode，可以简化V8的编译流程，提高可扩展性。

TurboFan是如何优化所生成的汇编代码

function add(x, y) {
    return x + y;
}

add(1, 2);
add(3, 4);
add(5, 6);
add("7", "8");

由于JS的变量是没有类型的，所以add函数的参数可以是任意类型：Number、String、Boolean等，这就意味着add函数可能是数字相加(V8还会区分整数和浮点数)，可能是字符串拼接，也可能是其他更复杂的操作。如果直接编译的话，生成的代码比如会有很多if...else分支，伪代码如下：

if (isInteger(x) && isInteger(y)) {
    // 整数相加
} else if (isFloat(x) && isFloat(y)) {
    // 浮点数相加
} else if (isString(x) && isString(y)) {
    // 字符串拼接
} else {
    // 各种其他情况
}

如果直接按照伪代码去生成汇编代码，那生成的代码必然非常冗长，这样会占用很多内存空间。

Ignition在执行add(1, 2)时，已经知道add函数的两个参数都是整数，那么TurboFan在编译Bytecode时，就可以假定add函数的参数是整数，这样可以极大地简化生成的汇编代码，伪代码如下：

if (isInteger(x) && isInteger(y)) {
    // 整数相加
} else {
    // Deoptimization
}

当然这样做也是有风险的，因为如果add函数参数不是整数，那么生成的汇编代码也没法执行，只能Deoptimize为Bytecode来执行。

也就是说，如果TurboFan对add函数进行编译优化的话，则add(3, 4)与add(3, 4)可以执行优化的汇编代码，但是add("7", "8")只能Deoptimize为Bytecode来执行。

当然，TurboFan所做的也不只是根据类型信息来简化代码执行流程，它还会进行其他优化，比如减少冗余代码等更复杂的事情。

由这个简单的例子可知，如果我们的JS代码中变量的类型变来变去，是会给V8引擎增加不少麻烦的，为了提高性能，我们可以尽量不要去改变变量的类型。

对于性能要求比较高的项目，使用TypeScript也是不错的选择，理论上，如果严格遵守类型化的编程方式，也是可以提高性能的，类型化的代码有利于V8引擎优化编译的汇编代码

原文：https://www.cnblogs.com/fundebug/archive/2019/07/16/how-does-v8-work.html