webkitJS引擎深入分析

1、WebKit的JavaScriptWebKit-r29753令（如htteJavaScriptee,eerJavaScript樹、樹和語法樹。這里的頁面源文件是廣義的，不是簡單的一個遠(yuǎn)程文件。一方面隨著動態(tài)頁面的流行，幾乎所有的頁面源文件都是在服務(wù)器端根據(jù)用戶的需要生成的，另外，技術(shù)會直接修改樹在頁面源文件中沒有任何跡象。這里頁面源文件就是指所有這些從服務(wù)器獲取的信息。這三個橢圓圈住的內(nèi)容就是本文所要討論的主題：樹隨樹的變化（包括結(jié)構(gòu)的變化，和節(jié)點(diǎn)屬性的變化）而變化，修改樹來推動這個變化。1.2腳.本語言這個單詞是指電影劇本，是用來指示演員行動的指令；這正如腳本語言：本身不做實(shí)際的事情只是指揮

2、解釋器如何做事情?？梢赃@樣理解腳本語言：它是某個程序（即腳本解釋器）的命令行參數(shù)；但是這個參數(shù)是如此的復(fù)雜以至于必須擁有自己的語法。這種理解方式可以說明這樣幾個問題：1），在操作系統(tǒng)的角度來看，只有一個程序在執(zhí)行，就是腳本解釋器，2），腳本語言通過給解釋器發(fā)指令來實(shí)現(xiàn)某個功能，不同于語言直接給操作系統(tǒng)發(fā)指令來實(shí)現(xiàn)功能，）腳本語言有語法結(jié)構(gòu)。如圖2所示，一般二進(jìn)制程序，以操作系統(tǒng)為平臺，直接運(yùn)行于操作系統(tǒng)提供的的進(jìn)程上下文中，程序的改動和發(fā)布需要針對多種操作系統(tǒng)。而腳本語言依賴于解釋器，只要保證解釋器一致（同一個，或者執(zhí)行相同的標(biāo)準(zhǔn)），就能保證運(yùn)行。這樣的好處是利用解釋器隔離的平臺相關(guān)性，為代碼

3、發(fā)布降低了難度。這非常適合程序的開發(fā)場景。從另一個角歸根結(jié)底是一種虛擬化處理。圖2：二進(jìn)制程序和腳本程序的運(yùn)行方式比較度也可以說，腳本解釋器是一個極具擴(kuò)展性的軟件，它通過輸入不同的腳本來改變其運(yùn)行；從前面的敘述可以知道，腳本語言的擴(kuò)展性來源于兩個方面：一是利用腳本語言的語法組合現(xiàn)有的功能，例如定義新的函數(shù)、類和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等；但是這種其實(shí)只增強(qiáng)了易用性。另一個方面是擴(kuò)展解釋器，提供新的功能，例如調(diào)用語言編寫的模塊。擴(kuò)展解釋器，可以是利用其他語言（主要是）提供新的模塊，也可以是把解釋器嵌入到其他軟件中，瀏覽器是后一種情形。瀏覽器在沒有之前就有了，它只是利用來增加動態(tài)效果，因此它內(nèi)嵌解釋器。站在瀏覽器

4、的角度，它是利用加其擴(kuò)展性。來動態(tài)的調(diào)用某些操作，來增事實(shí)上有很多著名的軟件都具有這種結(jié)構(gòu)內(nèi)嵌腳本解釋器來提供擴(kuò)展性。如利用腳本來擴(kuò)展編輯功能,）利用來初始化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟菜闶抢煤唵文_本來控和網(wǎng)絡(luò)事件，利也定義了自己的腳本語言,制內(nèi)核對數(shù)據(jù)包的處理，等等。那么作為，它是如何嵌入瀏覽器的呢？或者說其功能是如何被擴(kuò)展的呢？從前面的敘述可以看到，虛擬化是為了屏蔽異質(zhì)的平臺，為上層提供統(tǒng)一的接口，但是如果這個虛擬化本身是多種多樣的，沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，那將沒有任何屏蔽效果，反而引入一場災(zāi)難；幸好在瀏覽器技術(shù)中有標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)。描述了一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。文章開頭提到，瀏覽器的第一步就是要理解信息的結(jié)構(gòu)。理解的過程其

5、實(shí)并不復(fù)雜（不考慮容錯），因?yàn)闉g覽器所支持的標(biāo)記語言（如）規(guī)定了信息的結(jié)構(gòu)必須是樹狀的，那么通過棧就可以解析出這種結(jié)構(gòu)。問題在于如何存儲解析出來的結(jié)構(gòu)，并且應(yīng)該提供什么樣的操作接口給其他模塊，如解釋器。如果這個接口不能標(biāo)準(zhǔn)化，那么解釋器就很難一致。就是這個對這個標(biāo)準(zhǔn)化接口的描述。標(biāo)準(zhǔn)包含個級別，實(shí)現(xiàn)的接口逐級趨向完備。另外，它分為、ess和幾個部分。和部分定義了很多的類型，包含了所有標(biāo)簽，及其繼承關(guān)系。圖是對標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)中標(biāo)簽對應(yīng)的類的繼承關(guān)系。和標(biāo)準(zhǔn)中所描述的繼承關(guān)系有差別，這很容易理解：只定義外界關(guān)心的接口，而實(shí)現(xiàn)時則要考慮實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)和代碼架構(gòu)；而且從圖中可以看到的這部分類結(jié)構(gòu)把標(biāo)準(zhǔn)的部分也實(shí)

6、現(xiàn)了。有了這些類結(jié)構(gòu)，就可以表達(dá)文檔的元素了，例如元素（即由標(biāo)簽包含的內(nèi)容）用類的實(shí)例來表達(dá)。接下來，元素之間的層級關(guān)系如何表現(xiàn)，例如元素有兩個子元素。通過定義操作接口，如插入/刪除一個節(jié)點(diǎn)，插入/刪除一個子節(jié)點(diǎn)，查找節(jié)點(diǎn)等，來實(shí)現(xiàn)元素間層級關(guān)系的構(gòu)建；但是，并沒有規(guī)定這些元素應(yīng)該如何存儲，是叉樹、數(shù)組還是其他，也就是說不關(guān)心元素的組織方式，只關(guān)心接口。的類結(jié)構(gòu)，即解析出的規(guī)則用什么來類的實(shí)例表達(dá)。也規(guī)定了至于這些實(shí)例放在哪里，則并不關(guān)心。&TJf】ittfB1,n.iii是對樹中元素的樣式的描述，它只是一條條的規(guī)則，元素在渲染時從中找到屬于自己的那些規(guī)則就行了。圖4顯示了中由樹結(jié)合生成樹的過

7、程。需要注意的一點(diǎn)是的存儲不像HTfl.ForaControFlcaontTithStatuHTUlnirlhimHI樹那樣有很強(qiáng)的結(jié)構(gòu)例如可以在的根節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)存儲了點(diǎn)中的個文檔所有的它分散放在多個地方，對象中；但是對象的變量指出了哪些規(guī)則，然后在函數(shù)中遍歷這些則，合成一個，這樣整對象中規(guī)解則都在圖：標(biāo)簽的繼承關(guān)系，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)了。之后，過程為每個節(jié)點(diǎn)找到其規(guī)則，并產(chǎn)生樹。FfndwrinjiOroiTwi、口wdurUqsc:|-394m_Ehitrm、一J_由!P1：點(diǎn)1址護(hù)：畑匸IW琢潛減翻mjdi詁和T-一_CM魄!*.由幅下疊肛書爐：圖：由樹、規(guī)則形成樹解釋器前面介紹的其實(shí)是解釋器所面臨的

8、環(huán)境，即它被內(nèi)嵌到什么中去了，也即是它可利用的資源有哪些。下面來簡要介紹解釋器本身。解釋器眼中的對象本身是一種通用的腳本語言，其基本能力是構(gòu)建語法樹，根據(jù)語法樹的結(jié)構(gòu)執(zhí)行相關(guān)函數(shù)。這里函數(shù)是指解釋器提供的，而不是函數(shù)，事實(shí)上解釋器只認(rèn)識對象（對象，即解釋器內(nèi)部的數(shù)據(jù)類型，不是對象），甚至把的類型也實(shí)現(xiàn)為對象。語言本身語法只具有很弱的面向?qū)ο竽芰?，需要使用解釋器提供的一種稱為原型鏈的方式，實(shí)現(xiàn)對象和繼承。圖展示了解釋器中的對象的結(jié)構(gòu)，每一個對象都對應(yīng)著一個對象。其中指向一個結(jié)構(gòu)，存儲的是對，即該對象的屬性表，而則指向另一個對象。指向的就是所謂原型（）。中的表達(dá)式即告訴解釋器，在對應(yīng)的對象屬性表中

9、找，如果找不到則到指向的的屬性表中找。很顯然，通過指針最終找到的屬性，是所有對象共有的屬性，而指向的則是該對象獨(dú)有的屬性。這與的虛函數(shù)表指針正好相反。通過這種方式，不僅可以實(shí)現(xiàn)對象共享屬性（對象共享屬性其實(shí)就是類的屬性，還可以實(shí)現(xiàn)繼承，即把指向想繼承的那個類的一個實(shí)例，就可以訪問它的屬性了，也就是繼承自它了。解釋器的類都是繼承自b都具有圖的結(jié)構(gòu)。有了這個結(jié)構(gòu)，所有具有的表達(dá)式的執(zhí)行過程就清楚了：通過兩個字符串和找出對應(yīng)的指針，如果是一個變量則返回其值，如果是函數(shù)則執(zhí)行這個函數(shù)。當(dāng)然，在實(shí)現(xiàn)中屬性表的結(jié)構(gòu)比這個復(fù)雜，尤其是初始化階段。每個繼承自的類需要一個靜態(tài)變量圖：對象在解釋器中的表現(xiàn)形式來提

10、供一些初始化信息以及類型信息。解釋器區(qū)分的對待提供的屬性和解釋器本身具有的屬性：在解釋如的表達(dá)式時，如果發(fā)現(xiàn)是一般的屬性則直接查屬性表，如果是由提供的屬性則有函數(shù)作為統(tǒng)一入口去查找（參看圖）。但是從總體上看，可以認(rèn)為就是提供一個屬性表。語法樹對于控制流和算術(shù)表達(dá)式的執(zhí)行通過語法樹來實(shí)現(xiàn)。對并組織成一個樹：每個對象都實(shí)現(xiàn)了可以遞歸調(diào)用所有節(jié)點(diǎn)的是一個簡單的例子，對于大量的雜的。綜上所述，可以認(rèn)為Jav碼，構(gòu)建語法樹；然后，由于函數(shù)的調(diào)用（如件調(diào)用）觸發(fā)語法樹的求值，在求值過程中會執(zhí)行一些由中所指向的表中有那么向；解釋器創(chuàng)建五個對象，標(biāo)簽里的頂層函數(shù)調(diào)用，解釋器提供的等事（圖的入口地址）指向的表中

11、添加更多的所要做的事情。也就擴(kuò)展了解釋器。這正是宿納宿納宿納（）這個詞很形象：即招待，這里就是如何招待解釋器，也就是為它提供執(zhí)行環(huán)境。是通過綁定（）機(jī)制實(shí)現(xiàn)和的互操作的,能訪問接口,執(zhí)行環(huán)境，即在創(chuàng)建即用來招待解釋器。包括三個方面：一是操作，即讓二是中觸發(fā)語句的執(zhí)行，如，三是語法樹之前如何初始化。這一節(jié)的敘述基于操作前面提到，對象在解釋器看來都是對象，不需要理解其具體類型和含義，只需要和就行了。也就是說擴(kuò)展對象只需要繼承就行了。為了讓能操作對象，如一一這里操作包括創(chuàng)建、訪問其屬性、調(diào)用成員函數(shù)等一一就需要實(shí)現(xiàn)一個類（稱之為影子類,）并在構(gòu)造函數(shù)中初始化的一個屬性表，把的類暴露的接口的地址加進(jìn)去

12、。是通過一個腳本來自動生成所有元素類對應(yīng)的類的。需要注意的是類很小，它并不是對象所有內(nèi)容的拷貝，而是用一個指針指向?qū)ο髞碓L問其成員，也就是說它們只是對象的。而且并不是所有的對象都會在中有影子對象，只有需要的時候才會生成。如上圖所示，在解釋器看來，它們之間的關(guān)系只有語法關(guān)系。例如，對象和對象處于同一個語法樹中，它們之間只有這層關(guān)系，而它們在樹中的關(guān)系丟失了；想要使用這個關(guān)系需要繞道或者利用提供的緩存（見）。的時解如:SHTIULicallRunliNativen4:.也迪這段憶町諧罔即殆:gImpiMS.MTMLiFCunEremwsmpaiiic_cas-i(lhBODj!eeQ-rnpl(H

13、;unp-5e1ChEdced(uailuc-laBDiDM.nre:j:圖：訪問的流程圖描述了整個過程，其中調(diào)用類的函數(shù)的過程繞了一個彎：用了一個函數(shù)去作為訪問該類的函數(shù)的統(tǒng)一入口，通過訪問類的一個靜態(tài)表來找到對應(yīng)的類成員函數(shù)。這個是實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，總體上看可以認(rèn)為就是在屬性表里查找。觸發(fā)在中觸發(fā)是通過事件監(jiān)聽器（）來實(shí)現(xiàn)的。其基本結(jié)構(gòu)是：中使用接口，每個支持事件的元素都實(shí)現(xiàn)了添加刪除L監(jiān)聽器都是的代碼，如何在中訪問呢？前面提到在解析網(wǎng)頁過程中，會對源代碼建立語法樹，監(jiān)聽器對應(yīng)著語法樹的某個子樹，因此只有把這個子樹的根節(jié)點(diǎn)（應(yīng)該是一個對象）的地址注冊到對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)中就行了。如圖所示。程做兩件事：一是

14、初始化大量的基本類型的原型（）,即前面提到的原型鏈機(jī)制;二是創(chuàng)建了一個全局對象，從而可以使得解釋器能從進(jìn)入到情景舉例以下通過兩個簡單的例子來看看中和互操作的方式。操作對在程序中設(shè)置種是由對有兩種方式，一是利用賦值來實(shí)現(xiàn)。我們知道來指示瀏覽器設(shè)置，另-的設(shè)置是由平臺提供的解釋器本身是不會去調(diào)用這種的。在由類實(shí)現(xiàn)“”時，調(diào)用析之后，調(diào)用平臺相關(guān)代碼，例如或者的操作。首先對函數(shù)，并把平臺上就是用,這取決于的版本。域進(jìn)行解析，其值為域的內(nèi)容傳進(jìn)去。經(jīng)過解根據(jù)前面的闡述，會利用類的所指向的屬性表來關(guān)聯(lián)，而不是由瀏覽器直接操作的，這是出于安全的考慮；另外，顯然這個表達(dá)式和函數(shù)。首先,經(jīng)過語法解釋之后，會調(diào)

15、用語法節(jié)點(diǎn)對象的函數(shù)。這個函數(shù)先對等實(shí)例）調(diào)用其號右邊求值，得到一個字符串，然后對左邊的對象（是函數(shù)。這里和通常的理解不同：等號左邊不是“”后的，而是其所屬的對象，即。進(jìn)入到函數(shù)（繼承自）后,控制權(quán)就到了類的內(nèi)部了。這個函數(shù)是往指向的屬性表添加或更新條目的，其中會對每個條目進(jìn)行區(qū)分對待，如果是變量則設(shè)置之，如果是函數(shù)則調(diào)用之。在中對應(yīng)的是如下的一個條目：cookie,DontDelete,(intptr_t)jsDocumentCookie,(intptr_t)setJSDocumentCookie對應(yīng)了兩個函數(shù)，一個是ett一個是setter根據(jù)具體的上下文來確定調(diào)用哪個。到這里就進(jìn)入全局函

16、數(shù)setJSDocumentCookie它從傳入的JSDocument對象獲取對應(yīng)的Document對象的指針，進(jìn)而調(diào)用前面提到的DocumentsetCookie數(shù)。獲取cookie的方式與這個相似。圖8展示了整個過程及所涉及到的類。Oocjjmeni呂再m叼、：*setCaohMWQT_VERSION=Ox(M04i&0CiNe-IrtortsCoDHeJar*jar=CDDheJarccurHe-nl)QMeivuorkCdQld:par笙匚3肘色笙擋tringglue*僭;jar-SBtCooM&5FrDmUrtcDoHeip：SeiseGCw?fceJar:WQtaeJarQ-sCo

17、heslAi.p.I.QStringDiHjeXff&ndiirpricesSflUSDocumentCcjahfljsCtiOjnient-CoDhE：雖HTMLRWEl&menrwtCahes文件CoaMeJarOtPFOLesl-pEquiv類Document矣JSOo匚UEEIlt圖：eMcookie的操作過程JScr對象生存期控制前面提到，JSc解釋t器對待每個對象都是一樣的：只要你有proto和prop_H個變量，對對象每個操作都?xì)w結(jié)為查找prop_H向的屬性表及proto扌旨向原型鏈上的某對象的屬性表。這是一種通用的模式，在這個模式下可以很容易的擴(kuò)展解釋器。但是對于對象的銷毀沒有

18、提供接口。由于JSc語言規(guī)范沒有給出對象生存期的規(guī)定，因此JSc解釋器只提供創(chuàng)建對象的接口，對象的銷毀時機(jī)取決于該對象是否還被其他對象使用，也就是引用計數(shù)機(jī)制；但是JSc解釋器并不是利用常規(guī)的引用計數(shù)來實(shí)現(xiàn)的，它使用了兩種機(jī)制：一個是protec集合和棧對象集合，一個是mrkJSc解釋器每次在ne一個對象是就會收集一次垃圾：遍歷所有的對象，把那些不用的對象銷毀掉；在遍歷之前，如果某個對象在protec集合或者棧對象集合中，則對其進(jìn)行mrk操作。對一個對象進(jìn)行mrk操作就是對它的一個標(biāo)志位置位，告訴解釋器不要把這個對象銷毀。rote集合一般用于那些全局對象，它們沒有被其他對象引用，為了讓它們在垃圾收集前被mrk必須顯式對其進(jìn)行proteGt即添加到protec集合中。而棧對象集合則是當(dāng)前JSc代確的局部域中