编写一个 JavaScript 引擎需要哪些准备?

为什么想编写一个 JavaScript 引擎

作为一个程序员,能想到最浪漫的事情就是设计一门编程语言,并且被其他开发者使用来解决实际问题。

就像我的偶像 Anders Hejlsberg,他是一位伟大的程序员,设计了许多优秀的编程语言,例如 C# 和 TypeScript。在大学时,我使用 C# 探索计算机世界,而现在,我使用 TypeScript 来完成我的工作。每次使用他设计的语言,我都能感受到它们的优雅、强大、高效和严谨,从来不会令人失望!

Anders Hejlsberg

实现一门编程语言是一个非常艰巨的任务,需要面对许多挑战和困难。

实现一门能够被他人广泛接受的编程语言需要面对更多的挑战和困难,需要考虑语言的易用性、性能、可靠性、安全性等方面,并且需要考虑到用户的需求和使用场景。

此外,实现一门编程语言还需要考虑到语言生态系统的建设和发展,例如开发和维护标准库、框架、工具链等方面。这需要与其他开发者和社区进行合作和交流,持续地改进和完善语言的生态系统。

总的来说,实现一门能够被他人广泛接受的编程语言需要付出大量的努力和时间,并且需要具备广泛的技术知识和开发经验。但同时,也需要一定的运气和机遇,例如时机的选择、市场的需求等方面都会对语言的成功与否产生影响。

作为一名有 5 年经验的前端开发,实现(或参与实现)一个 JavaScript 引擎是一个不错的着手点,可以帮助深入了解如何设计和实现一门编程语言。逐步学习 JavaScript 的语言规范和标准,以及 JavaScript 引擎的实现原理和优化技术。熟悉编译器、解释器、垃圾回收器等相关技术。

编写一个 JavaScript 引擎需要的知识

JavaScript 语言的语法、语义和行为

了解 JavaScript 的基本语法、数据类型、控制流和函数等概念,以及它们的语义和行为。

ECMAScript 是 JavaScript 语言的标准化规范,JavaScript 引擎需要遵循该规范来解析和执行 JavaScript 代码。因此,开发者需要深入理解 ECMAScript 规范,并熟悉其中的语法和特性。

ECMAScript 在这里:www.ecma-international.org/publication…

编译器和解释器的原理和技术

JavaScript 引擎可以通过编译器和解释器来执行 JavaScript 代码。因此,需要了解编译器和解释器的原理和技术,包括词法分析、语法分析、语义分析、代码生成等方面。

可以阅读编译原理三大经典《编译原理技术和工具》(龙书)、《现代编译原理-C语言描述》(虎书)、高级编译器设计与实现(鲸书)。

编译原理技术和工具

语言运行时和内存管理

JavaScript 引擎需要管理内存、处理异常等任务。因此,需要了解语言运行时和内存管理的原理和技术,包括堆、栈等方面。

JavaScript 是一种动态语言,它需要在运行时动态创建和销毁对象。因此,JavaScript 引擎需要实现一个垃圾回收器,用于自动回收不再使用的对象,防止内存泄漏和内存溢出。

可以阅读《垃圾回收的算法与实现》。

垃圾回收的算法与实现

性能优化和代码优化技术

JavaScript 引擎需要保证代码的执行效率,尤其是对于大规模、高并发的应用场景。因此,需要了解各种性能优化和代码优化技术,例如 JIT 编译、代码优化、并发处理等。

可以阅读《虚拟机》。

虚拟机

并发编程和线程安全

JavaScript 引擎需要支持并发编程,并保证线程安全。因此,需要了解并发编程和线程安全的原理和技术,包括锁、原子操作、内存模型等方面。

操作系统和硬件知识

JavaScript 引擎需要运行在操作系统和硬件之上,因此需要了解操作系统和硬件的知识,包括进程、线程、文件系统、网络等方面。

测试和调试技术

编写 JavaScript 引擎需要进行测试和调试,以确保它的正确性和可靠性。因此,需要了解各种测试和调试技术,例如单元测试、集成测试、性能测试、调试器等。

Test262 是一个完整的 ECMAScript 规范测试套件,由 ECMAScript 规范委员会维护。它包含了超过 20,000 个测试用例,覆盖了 ECMAScript 规范中的所有语言特性和场景。Test262 的测试用例是基于 ECMAScript 规范文档编写的,每个测试用例都包含了预期的结果和实际的结果,方便测试人员进行比对。

Test262 在这里:github.com/tc39/test26…

市面上已有的 JavaScript 引擎

  1. V8:V8 是由 Google 开发的 JavaScript 引擎,用于 Google Chrome 浏览器和 Node.js 运行时。V8 引擎使用了许多高效的技术,例如 JIT 编译、内联缓存、垃圾回收器等,具有出色的性能和稳定性。
  2. SpiderMonkey:SpiderMonkey 是由 Mozilla 开发的 JavaScript 引擎,用于 Firefox 浏览器和 Rhino 运行时。SpiderMonkey 引擎使用了许多高效的技术,例如 JIT 编译、分层解释器、垃圾回收器等,具有出色的性能和稳定性。
  3. JavaScriptCore:JavaScriptCore 是由苹果公司开发的 JavaScript 引擎,用于 Safari 浏览器和 WebKit 渲染引擎。JavaScriptCore 引擎使用了许多高效的技术,例如 JIT 编译、LLInt 解释器、垃圾回收器等,具有出色的性能和稳定性。
  4. Chakra:Chakra 是由微软公司开发的 JavaScript 引擎,用于 Edge 浏览器和 Node.js 运行时。Chakra 引擎使用了许多高效的技术,例如 JIT 编译、分层解释器、垃圾回收器等,具有出色的性能和稳定性。
  5. Rhino:Rhino 是一款基于 Java 的 JavaScript 引擎,由 Mozilla 开发。Rhino 引擎使用了解释执行的方式,具有良好的跨平台性和灵活性,可用于嵌入式系统和 Java 应用程序中。
  6. Duktape:Duktape 是一款轻量级的 JavaScript 引擎,具有快速启动和低内存占用的特点。Duktape 引擎使用了堆栈机的方式,具有灵活的嵌入式特性,可用于嵌入式系统和 IoT 设备中。
  7. QuickJS:QuickJS 是一个小型、高效的 JavaScript 引擎,由 Fabrice Bellard 开发。它具有快速、轻量级、可嵌入性等特点,在嵌入式系统和服务器端应用中广泛应用。
  8. Boa:Boa 是一款基于 Rust 实现的 JavaScript 引擎,由 Mozilla 开发。它采用了类似 V8 的 JIT 技术,可以将 JavaScript 代码编译成快速的本机代码,并且支持多线程并发编译,提高了整体性能。

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转载自juejin.im/post/7255936307100123197