程序不需要编译,程序在运行时才翻译成机器语言,每执行一次都要翻译一次。因此效率比较低。如 Python、Shell、JavaScript 等。
Java 语言
编译器(javac)把源代码转化为字节码,然后解释器(Java.exe)把字节码转换为计算机理解的机器码来执行。其中编译器和解释器都是 Java 虚拟机(JVM)的一部分,由于针对不同的硬件与OS,Java 解释器有所不同,因此可以实现“一次编译、到处执行”。所以 JVM 是Java 跨平台特性的关键所在 – 引入 JVM 后,Java 语言在不同平台上运行时不再需要重新编译。
对于前端开发同学使用的 JavaScript 语言,属于典型的解释型语言
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)JavaScript
JavaScript 作为编程语言的一种,直接输送给计算机(CPU)是不认识的(上面有提及),需要将其转换为指令集。不同类型的 CPU 的指令集是不一样的。JavaScirpt 引擎可以将 JavaScript 代码编译为不同 CPU(Intel, ARM 以及 MIPS 等)对应的机器码,同时引擎还可以执行代码、分配内存以及垃圾回收等。
Google V8 是开源高性能 JavaScript 和 WebAssembly 引擎,被用于 Chrome 和 Node.js 等。其中包括重要的四个模块:
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Parser:将 JavaScript 源码转换为 Abstract Syntax Tree (AST);
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Ignition:解释器,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;
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TurboFan: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(计算机可识别);
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Orinoco:垃圾回收,负责将程序不再需要的内存空间回收。
整个转换过程:JavaScript ==> AST ==> Bytecode ==> Machine Code
关于 v8 引擎是如何工作的,可以看 这篇文章。
在 V8 出现之前,所有的 JavaScript 虚拟机所采用的都是解释执行的方式,这是 JavaScript 执行速度过慢的主要原因之一。而 V8 率先引入了即时编译(JIT)的双轮驱动的设计(混合使用编译器和解释器的技术),这是一种权衡策略,给 JavaScript 的执行速度带来了极大的提升。
绝大多数编译器以预先编译(AOT)或实时编译(JIT)形式工作。
- 使用命令行或者集成开发环境(IDE)调用预先编译(AOT)的编译器,如 gcc
- 实时编译器通常是用来提高性能的,令你没有感知的,如 V8
[](
)即时编译 JIT(Just-in-time)
解释器的工作方式:边解释,边执行。 对于循环等会存在解释多次的情况。从而导致运行速度变慢。
for (let i = 0; i < len; i++) {
doSomething(i)
}
整体来说,为了解决解释器的低效问题,后来的浏览器把编译器也引入进来,形成混合模式。最终,结合了解释器和编译器的两者优点。
They added a new part to the JavaScript engine, called a monitor (aka a profiler). That monitor watches the code as it runs, and makes a note of how many times it is run and what types are used.
关于 JIT 的原理,大部分来自 这篇文章,英文好的同学可自行跳转查阅。
基本思想: 在 JavaScript 引擎中增加一个监视器(也叫分析器)。监视器(monitor)监控着代码的运行情况,记录代码一共运行了多少次、如何运行的等信息。后续遇到相同代码时,跳过解释,直接执行。
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)执行步骤
第一步:Interpreter
使用解释器执行,当某一行代码被执行了几次,这行代码会被打上 Warm 的标签;当某一行代码被执行了很多次,这行代码会被打上 Hot 的标签
第二步:Baseline compiler
被打上 Warm 标签的代码会被传给 Baseline Compiler 编译且储存,同时按照行数 (Line number) 和变量类型 (Variable type) 被索引。当发现执行的代码命中索引,会直接取出编译后的代码给浏览器执行,从而不需要重复编译已经编译过的代码。
第三步:Optimizing compiler
被打上 Hot 标签的代码会被传给 Optimizing compiler,这里会对这部分带码做更优化的编译(类型假设)。在执行前会做类型检查,看是假设是否成立,如果不成立执行就会被打回 interpreter 或者 baseline compiler 的版本,这个操作叫做 “去优化”。
JIT 会增加多余的开销:
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优化和去优化开销
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监视器记录信息对内存的开销
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发生去优化情况时恢复信息的记录对内存的开销
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对基线版本和优化后版本记录的内存开销
所以,整体来看是一个空间换时间的优化方案。当然,通过上述三个步骤,可得知,虽然 JavaScript 是弱类型语言,随意修改变量的类型会导致 JIT 编译效率下降(命中索引概率低)。
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)说在后面
最后
面试题文档来啦,内容很多,485页!
由于笔记的内容太多,没办法全部展示出来,下面只截取部分内容展示。
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