Js 的多宿主时代

WEB前端 152 2017-11-09 10:40

之前有写过一篇文章 Js运行机制深层剖析,主要讲的是 Js 的事件循环机制 (Event Loop),从现在的眼光看来,不能说错,但是也绝对谈不上“深层”(谁还没年轻过呢),在 Js 多宿主时代的今天,有必要站在一个更高的角度来进行左右互搏

一、宿主的归宿主 Js 的归 Js

这里的宿主指的是,js 的运行环境,目前 js 的主流运行环境有浏览器、Node 以及 RN/Weex

Js运行机制深层剖析 这篇文章对事件循环机制的叙述基本是清楚的,但是并没有剥离出 Js 本身合宿主的部分。在此之前,我们对 Js 的讨论多是(默认)基于浏览器,不剥离似乎也不会有什么影响,时至今日,倘若要将我们的 Js 能力扩展到后台 Node、RN/Weex 端,剥离对待,将会给你一种一切尽在掌握的既视感

以各个宿主环境的基本组成元件的对比作为切入点


Js 的多宿主时代-JEESNS
浏览器与 Node 对比
Js 的多宿主时代-JEESNS
RN/Weex

在我最近的两篇文章中,都有提及对三个宿主环境的对比(可能还更为详尽),从本文的行文有利的角度可以总结如下:

多个宿主都包含一个 javascript 引擎用于执行 js,其中以 v8 运用得最为广泛,并且都通过一个中间层读取 IO,在前端(浏览器/RN/Weex)还包含一个界面渲染引擎
也就是说,Js 的基础语言能力,主要由 Js 引擎支撑(v8/javascriptCore 等),例如数组、函数、对象等基本语法;而 IO 的读写,界面的渲染 Api,都属于宿主的扩展,由宿主统一协调调度

举个例子,在浏览器中,Js 可以调用 Dom Api 来操作 Html Dom,从而影响渲染树,这其实是浏览器对 Js 扩展出来的 Api,并通过中间层来协调 Js 引擎和渲染内核之间的通讯;浏览器的 window 对象如是,它的 location、history 等接口都是宿主为了让 Js 可以操纵浏览器外壳行为的一种扩展,要知道在 Node 当中,就没有 Dom Api 和 window 对象,因为 Node 作为后端的宿主,压根就没有界面渲染引擎

对于宿主外壳与 Js 引擎之间通讯,以 Node 为例,Node 环境由 c/c++ 编写而来,其中嵌入了一个 Js 引擎 v8(当然 v8 也是用的 c/c++ 写的),整一个通讯过程,就是 c++ 对 v8 的调用的过程。为了支撑 Js 的异步 IO 读写,宿主还会为其构筑一个事件循环以及线程池,这个后面说

二、IO 的读写

计算机可以被抽象为计算单元(CPU)和输入输出单元(IO),无论是浏览器、Node 还是 RN/Weex 都需要调度好 CPU 和 IO 的使用,以期最大程度的提高效能。如果将前端的渲染元件当做对显卡的读写,那么各个宿主的区别其实又可以抽象到 IO 能力的支持上

Js 的 IO 读写能力依赖于宿主这个沙盒对它的扩展,浏览器扩展了 Dom Api 可以让 Js 方便的操作渲染元件,而在对磁盘的读写上面,Node 却比浏览器要方便许多;Node 可以控制网卡开启一个 Http Server,而浏览器却未提供此能力。真的,没那么复杂

各个宿主之间的区别,主要体现在对 IO 读写能力扩展之上

无论是阻塞式的 IO 还是非阻塞式的 IO,都有一个线程等待的过程,每一秒的等待都是对 CPU 极大的浪费,所以几乎所有的高级语言在对 IO 的读取上,都会通过创建专门的监听线程用于等待 IO 的读取。然而,想必你一定听说过,Js 是一门单线程语言,但是它的异步机制却很好的解决了 IO 读取的等待过程。其实,这个单线程只是指的是 Js 有唯一的用户线程,也就是扔到 v8 里执行的那一段 Js 代码是单线程的,而宿主环境,为了让 Js 能在读取 IO 的过程中能更有效率的利用 CPU,创建了线程池,采用事件循环机制从而支撑起了 Js 的异步能力,在这一点上,各个宿主之间殊途同归~~

三、异步的实现机理

Js 的多宿主时代-JEESNS
异步实现机理

在 Js运行机制深层剖析 那篇文章中也画过类似的一个图,这里只进行了一些小小的改动,圈出了线程池以及 Js 引擎部分(关于事件循环的内容,之前那篇文章的介绍可能更为详尽,可以参考着看)

平时我们所说的 Js 是单线程的,指的是它只有一个唯一执行线程(用户线程),也就是上图右下角 Js 引擎的部分,但是从整个宿主层面来看,还需要维护一个线程池,每一次异步IO的调用,都会在线程池里找一个可用的线程,用于监听并等待IO的读取,并在IO读取完成之后将回调函数压入事件循环,Js 执行线程每次 pop 一个回调函数以及它的执行上下文进行执行

特别的,除了 IO 的读取是异步的,定时函数(例如 setTimeout)也是异步的,需要通过计时线程来适时的将回调压入事件循环,在 Js 执行线程执行完当前任务之后,再从事件循环中 pop 出来执行,所以 setTimeout 有时候并不一定那么准时

四、总结

技术上如果太给自己限定界限,画地为牢,总会有一种只缘身在此山中的感觉,如果升华一下,站远了看,或许看得会更为全面~~

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