[WebKit] JavaScriptCore解析--基础篇 (一)JSC与WebCore

先看一下官方的基本介绍,短短几句就塞满了关键字。

SquirrelFish,正式名称是JavaScriptCore,包括register-based(基于寄存器的虚拟机), direct-threaded, high-level bytecode engine(字节码引擎).它使用基于内置copy propagation(复制性传播算法)的一次性编译器(one-pass compiler),能够延迟从语法树(Syntax Tree)上生成字节码(Bytecodes)。

由此可见JavaScriptCore实现的复杂度。做为一个正在努力学习的菜鸟，我愿意给自己这样一个挑战，通过记录和总结学习内容，分成两个大的段落从内部视角来解析JavaScriptCore。首先是基础篇，目的是了解JavaScriptCore是如何与WebKit一起工作的，会涉及一些JavaScript引擎的一些基本概念。然后是高级篇，尝试解释JavaScriptCore中的核心技术，如Byte Code Compiler, JIT, VM以及GC等。

内容或许会显得晦涩，如果只是想简单地了解浏览器JS引擎的一些基本内容，推荐读读下面的文章。它们对于理解后面的内容也会非常有帮助。相对于这些资料，这个系列则侧重于从基础及从实例来分析JSC的实现。没办法做到高层次，只能追求贴近实现。

JavaScriptCore, WebKit的JS实现(一)

JavaScriptCore, WebKit的JS实现(完)

为什么V8引擎这么快？

当然，JavaScript的知识是必不可少的，推荐阅读一篇(JavaScript核心指南)，如果有时间可以深入学习一下其中提到的链接。

一. JavaScriptCore与WebCore

两者的关系可以简单的用下图来表示:



JSC为WebCore提供两个重要功能:

1. JS脚本的解析执行 (ScriptController)

主要是通过调用JavaScriptCore提供的两个C接口来实现的, checkSyntax和evaluate.

2. DOM节点的JS Bindings

DOM节点所对应的JS Bindings都可以回溯到JSC::JSNonFinalObject，再到JSObject，以实现和JSC绑定在一起。

*关于JS Binding，可以先看一下这篇文章: 为JavaScript Binding添加新DOM对象的三种方式及实作。至于JSC实现的细节，以后再展开。

二. JavaScriptCore基本工作过程

JSC最简单的执行过程如下，再如之后JIT等在这个基础上的优化。

三. JavaScript脚本的执行

以下分层说明脚本执行的步骤。 对于涉及到编译及执行的细节，则在后续解释。

3.1 接口层的交互

JSC和其它几个主要的JS Engine一样，都是一个库，通过提供简单的API来供调用者使用。

从JSC接口来看，一个完整的JavaScript脚本的解析执行过程，可以概述以下:



过程很简单，可是很明显有些关键词必须要理解一下，如VM, Global Object, ExecState. 它们的关系也可以通过一张图来解释:



VM -> Virtual Machine, JavaScript要借助于一个运行时(Runtime)环境来运行。 SpiderMonkey就称之为Runtime.

GlobalObject -> 脚本执行时的全局对象。一个全局负责组织管理执行环境以及各个子对象。

ExecState -> 用于记录脚本执行上下文或环境, 也由GlobalObject管理。SpiderMoney以及Apple封装后的JavaScriptCore.framework都称之为上下文(Context). 可以将其视为一个执行脚本的对象来理解，只是它所产生和使用的Objects是共享的，并可以由GlobalObject来访问。

JS解释器各自实现的方式略有不同，JSC是由一个全局变量(Global Object)来创建上下文环境(ExecState), 而SpiderMonkey则是由执行上下文来创建全局变量。但无论哪种实现，全局变量和上下文都一一对应的，虽然原则上是允许一对多的情况出现。

最后看下JSC执行JS脚本的接口定义, 就很好理解了：

JSValue evaluate(ExecState* exec,constSourceCode& source,JSValuethisValue,JSValue* returnedException);

*thisValue就是JavaScript的this, 代表的是执行者, 但不一定是创建者。

*使用JSC的示例代码，可以看看WebKit里的jsc.cpp就可以了。

*如果觉得没有讲清楚，建议读读这里(JavaScript核心指南)。

3.2 JSC API执行脚本的步骤

下图是JSC API函数evaluate的活动图:



重点在于它会使用要执行的脚本内容建立一个ProgramExecutable对象，然后调用Interpreter执行这个代表脚本的ProgramExecutable对象。

ProgramExecutable和Interpreter都是JSC核心类，ProgramExecutable负责编译代码为ByteCode，属于解释器功能组, 而Interpreter则负责解析执行ByteCode，则属于VM功能组.



*Interpreter提供的两个dump函数对于分析代码也很有用, dumpCallFrame和dumpRegisters。

再往下的内容，就是一个编译和执行的过程，后续再深入。

四. DOM Bindings的响应

实现上的解析在这里:

WebKit的JS Binding解析

以及另一篇可以加深理解:

为JavaScript Binding添加新DOM对象的三种方式及实作

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