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JavaScriptCore全面解析 (上篇)
 
来源:腾讯云 发布于:2017-5-25
252 次浏览     评价:      
 

JavaScript越来越多地出现在我们客户端开发的视野中,从ReactNative到JSpatch,JavaScript与客户端相结合的技术开始变得魅力无穷。本文主要讲解iOS中的JavaScriptCore框架,正是它为iOS提供了执行JavaScript代码的能力。未来的技术日新月异,JavaScript与iOS正在碰撞出新的激情。

JavaScriptCore是JavaScript的虚拟机,为JavaScript的执行提供底层资源。

一、JavaScript

在讨论JavaScriptCore之前,我们首先必须对JavaScript有所了解。

1. JavaScript干啥的?

1.说的高大上一点:一门基于原型、函数先行的高级编程语言,通过解释执行,是动态类型的直译语言。是一门多范式的语言,它支持面向对象编程,命令式编程,以及函数式编程。

2.说的通俗一点:主要用于网页,为其提供动态交互的能力。可嵌入动态文本于HTML页面,对浏览器事件作出响应,读写HTML元素,控制cookies等。

3.再通俗一点:抢月饼,button.click()。(PS:请谨慎使用while循环)

2. JavaScript起源与历史

1.1990年底,欧洲核能研究组织(CERN)科学家Tim Berners-Lee,在互联网的基础上,发明了万维网(World Wide Web),从此可以在网上浏览网页文件。

2.1994年12月,Netscape 发布了一款面向普通用户的新一代的浏览器Navigator 1.0版,市场份额一举超过90%。

3.1995年,Netscape公司雇佣了程序员Brendan Eich开发这种嵌入网页的脚本语言。最初名字叫做Mocha,1995年9月改为LiveScript。

4.1995年12月,Netscape公司与Sun公司达成协议,后者允许将这种语言叫做 JavaScript。

3. JavaScript与ECMAScript

1.“JavaScript”是Sun公司的注册商标,用来特制网景(现在的Mozilla)对于这门语言的实现。网景将这门语言作为标准提交给了ECMA——欧洲计算机制造协会。由于商标上的冲突,这门语言的标准版本改了一个丑陋的名字“ECMAScript”。同样由于商标的冲突,微软对这门语言的实现版本取了一个广为人知的名字“Jscript”。

2.ECMAScript作为JavaScript的标准,一般认为后者是前者的实现。

4. Java和JavaScript

《雷锋和雷峰塔》

Java 和 JavaScript 是两门不同的编程语言

一般认为,当时 Netscape 之所以将 LiveScript 命名为 JavaScript,是因为 Java 是当时最流行的编程语言,带有 “Java” 的名字有助于这门新生语言的传播。

二、 JavaScriptCore

1. 浏览器演进

演进完整图

https://upload.wikimedia.org /wikipedia/commons /7/74/Timeline _of_web _browsers.svg

WebKit分支

现在使用WebKit的主要两个浏览器Sfari和Chromium(Chorme的开源项目)。WebKit起源于KDE的开源项目Konqueror的分支,由苹果公司用于Sfari浏览器。其一条分支发展成为Chorme的内核,2013年Google在此基础上开发了新的Blink内核。

2. WebKit排版引擎

webkit是sfari、chrome等浏览器的排版引擎,各部分架构图如下

webkit Embedding API是browser UI与webpage进行交互的api接口;

platformAPI提供与底层驱动的交互, 如网络, 字体渲染, 影音文件解码, 渲染引擎等;

WebCore它实现了对文档的模型化,包括了CSS, DOM, Render等的实现;

JSCore是专门处理JavaScript脚本的引擎;

3. JavaScript引擎

JavaScript引擎是专门处理JavaScript脚本的虚拟机,一般会附带在网页浏览器之中。第一个JavaScript引擎由布兰登·艾克在网景公司开发,用于Netscape Navigator网页浏览器中。JavaScriptCore就是一个JavaScript引擎。

下图是当前主要的还在开发中的JavaScript引擎

4. JavaScriptCore组成

JavaScriptCore主要由以下模块组成:

1.Lexer 词法分析器,将脚本源码分解成一系列的Token

2.Parser 语法分析器,处理Token并生成相应的语法树

3.LLInt 低级解释器,执行Parser生成的二进制代码

4.Baseline JIT 基线JIT(just in time 实施编译)

5.DFG 低延迟优化的JIT

6.FTL 高通量优化的JIT

关于更多JavaScriptCore的实现细节,参考 https://trac .webkit .org/wiki/ JavaScrip tCore

5. JavaScriptCore

JavaScriptCore是一个C++实现的开源项目。使用Apple提供的JavaScriptCore框架,你可以在Objective-C或者基于C的程序中执行Javascript代码,也可以向JavaScript环境中插入一些自定义的对象。JavaScriptCore从iOS 7.0之后可以直接使用。

在JavaScriptCore.h中,我们可以看到这个

#ifndef JavaScriptCore_h
#define JavaScriptCore_h

#include <JavaScriptCore/

JavaScript.h>
#include <JavaScriptCore/

JSStringRefCF.h>

#if defined(__OBJC__) && JSC_

OBJC_API_ENABLED

#import "JSContext.h"
#import "JSValue.h"
#import "JSManagedValue.h"
#import "JSVirtualMachine.h"
#import "JSExport.h"

#endif

#endif /* JavaScriptCore_h */

这里已经很清晰地列出了JavaScriptCore的主要几个类:

1.JSContext

2.JSValue

3.JSManagedValue

4.JSVirtualMachine

5.JSExport

接下来我们会依次讲解这几个类的用法。

6. Hello World!

这段代码展示了如何在Objective-C中执行一段JavaScript代码,并且获取返回值并转换成OC数据打印

//创建虚拟机
JSVirtualMachine *vm = [[JSVirtua lMachine alloc] init];

//创建上下文
JSContext *context = [[JSContext

alloc] initWithVirtualMachine:vm];

//执行JavaScript代码并获取返回值
JSValue *value = [context evaluat

eScript:@"1+2*3"];

//转换成OC数据并打印
NSLog(@"value = %d", [value toInt32]);

Output

value = 7

三、 JSVirtualMachine

一个JSVirtualMachine的实例就是一个完整独立的JavaScript的执行环境,为JavaScript的执行提供底层资源。

这个类主要用来做两件事情:

1.实现并发的JavaScript执行

2.JavaScript和Objective-C桥接对象的内存管理

看下头文件SVirtualMachine.h里有什么:

NS_CLASS_AVAILABLE(10_9, 7_0)
@interface JSVirtualMachine : NSObject

/* 创建一个新的完全独立的虚拟机 */
(instancetype)init;

/* 对桥接对象进行内存管理 */
- (void)addManagedReference:(id)ob

ject withOwner:(id)owner;

/* 取消对桥接对象的内存管理 */
- (void)removeManagedReference:

(id)object withOwner:(id)owner;

@end

每一个JavaScript上下文(JSContext对象)都归属于一个虚拟机(JSVirtualMachine)。每个虚拟机可以包含多个不同的上下文,并允许在这些不同的上下文之间传值(JSValue对象)。

然而,每个虚拟机都是完整且独立的,有其独立的堆空间和垃圾回收器(garbage collector ),GC无法处理别的虚拟机堆中的对象,因此你不能把一个虚拟机中创建的值传给另一个虚拟机。

线程和JavaScript的并发执行

JavaScriptCore API都是线程安全的。你可以在任意线程创建JSValue或者执行JS代码,然而,所有其他想要使用该虚拟机的线程都要等待。

1.如果想并发执行JS,需要使用多个不同的虚拟机来实现。

2.可以在子线程中执行JS代码。

通过下面这个demo来理解一下这个并发机制

JSContext *context = [[CustomJSContext alloc]
 init];
JSContext *context1 = [[CustomJSContext alloc] init];
JSContext *context2 = [[CustomJSContext alloc] initWithVirtualMachine:[context virtualMachine]];
NSLog(@"start");
dispatch_async(queue, ^{
while (true) {
sleep(1);
[context evaluateScript:@"log('tick')"];
}
});
dispatch_async(queue1, ^{
while (true) {
sleep(1);
[context1 evaluateScript:@"log ('tick_1')"];
}
});
dispatch_async(queue2, ^{
while (true) {
sleep(1);
[context2 evaluateScript:@"log ('tick_2')"];
}
});
[context evaluateScript:@"sleep(5)"];
NSLog(@"end");

context和context2属于同一个虚拟机。

context1属于另一个虚拟机。

三个线程分别异步执行每秒1次的js log,首先会休眠1秒。

在context上执行一个休眠5秒的JS函数。

首先执行的应该是休眠5秒的JS函数,在此期间,context所处的虚拟机上的其他调用都会处于等待状态,因此tick和tick_2在前5秒都不会有执行。

而context1所处的虚拟机仍然可以正常执行tick_1。

休眠5秒结束后,tick和tick_2才会开始执行(不保证先后顺序)。

实际运行输出的log是:

start
tick_1
tick_1
tick_1
tick_1
end
tick
tick_2

四、 JSContext

一个JSContext对象代表一个JavaScript执行环境。在native代码中,使用JSContext去执行JS代码,访问JS中定义或者计算的值,并使JavaScript可以访问native的对象、方法、函数。

 

1. JSContext执行JS代码

调用evaluateScript函数可以执行一段top-level 的JS代码,并可向global对象添加函数和对象定义

其返回值是JavaScript代码中最后一个生成的值

API Reference

NS_CLASS_AVAILABLE(10_9, 7_0)
@interface JSContext : NSObject

/* 创建一个JSContext,同时会创

建一个新的JSVirtualMachine */
(instancetype)init;

/* 在指定虚拟机上创建一个JSContext */
(instancetype)initWithVirtualMachine:
(JSVirtualMachine*)virtualMachine;

/* 执行一段JS代码,返回最后生

成的一个值 */
(JSValue *)evaluateScript:

(NSString *)script;

/* 执行一段JS代码,并将source

URL认作其源码URL(仅作标记用) */
- (JSValue *)evaluateScript:

(NSString *)script withSourceURL

:(NSURL*)sourceURL NS_AVAILABLE(10_10, 8_0);

/* 获取当前执行的JavaScript代码的context */
+ (JSContext *)currentContext;

/* 获取当前执行的JavaScript function*/
+ (JSValue *)currentCallee NS_AVAILABLE

(10_10, 8_0);

/* 获取当前执行的JavaScript代码的this */
+ (JSValue *)currentThis;

/* Returns the arguments to the current

native callback from JavaScript code.*/
+ (NSArray *)currentArguments;

/* 获取当前context的全局对象。WebKit中

的context返回的便是WindowProxy对象*/
@property (readonly, strong) JSValue

*globalObject;

@property (strong) JSValue *exception;
@property (copy) void(^exceptionHandler)

(JSContext *context, JSValue
*exception);

@property (readonly, strong) JSVirtual

Machine *virtualMachine;

@property (copy) NSString *name NS_

AVAILABLE(10_10, 8_0);


@end

2. JSContext访问JS对象

一个JSContext对象对应了一个全局对象(global object)。例如web浏览器中中的JSContext,其全局对象就是window对象。在其他环境中,全局对象也承担了类似的角色,用来区分不同的JavaScript context的作用域。全局变量是全局对象的属性,可以通过JSValue对象或者context下标的方式来访问。

一言不合上代码:

JSValue *value = [context 
evaluateScript:@"var a = 1+2*3;"];

NSLog(@"a = %@", [context

objectForKeyedSubscript:@"a"]);
NSLog(@"a = %@", [context.globalOb

ject objectForKeyedSubscript:@"a"]);
NSLog(@"a = %@", context[@"a"]);

/
Output:

a = 7
a = 7
a = 7

这里列出了三种访问JavaScript对象的方法

1.通过context的实例方法objec tForKeyedSub script

2.通过context.globalObject的object ForKeyedS ubscript实例方法

3.通过下标方式

设置属性也是对应的。

API Reference

/* 为JSContext提供下标访问元素的方式 */
@interface JSContext (SubscriptSupport)

/* 首先将key转为JSValue对象,然后

使用这个值在JavaScript context的

全局对象中查找这个名字的属性并返回 */
(JSValue *)objectForKeyedSubscript

:(id)key;

/* 首先将key转为JSValue对象,然后用

这个值在JavaScript context的全局对象

中设置这个属性。
可使用这个方法将native中的对象或者方法

桥接给JavaScript调用 */
(void)setObject:(id)object forKeyed

Subscript:(NSObject <NSCopying>*)key;

@end

/* 例如:以下代码在JavaScript中创建

了一个实现是Objective-C block的function */
context[@"makeNSColor"] = ^(NSDictionary

*rgb){
float r = [rgb[@"red"] floatValue];
float g = [rgb[@"green"] floatValue];
float b = [rgb[@"blue"] floatValue];
return [NSColor colorWithRed:(r / 255.f)

green:(g / 255.f) blue:(b / 255.f) alpha:1.0];
};
JSValue *value = [context evaluateScript

:@"makeNSColor({red:12, green:23, blue:67})"];

五、 JSValue

一个JSValue实例就是一个JavaScript值的引用。使用JSValue类在JavaScript和native代码之间转换一些基本类型的数据(比如数值和字符串)。你也可以使用这个类去创建包装了自定义类的native对象的JavaScript对象,或者创建由native方法或者block实现的JavaScript函数。

每个JSValue实例都来源于一个代表JavaScript执行环境的JSContext对象,这个执行环境就包含了这个JSValue对应的值。每个JSValue对象都持有其JSContext对象的强引用,只要有任何一个与特定JSContext关联的JSValue被持有(retain),这个JSContext就会一直存活。通过调用JSValue的实例方法返回的其他的JSValue对象都属于与最始的JSValue相同的JSContext。

每个JSValue都通过其JSContext间接关联了一个特定的代表执行资源基础的JSVirtualMachine对象。你只能将一个JSValue对象传给由相同虚拟机管理(host)的JSValue或者JSContext的实例方法。如果尝试把一个虚拟机的JSValue传给另一个虚拟机,将会触发一个Objective-C异常。

1. JSValue类型转换

JSValue提供了一系列的方法将native与JavaScript的数据类型进行相互转换:

2. NSDictionary与JS对象

NSDictionary对象以及其包含的keys与JavaScript中的对应名称的属性相互转换。key所对应的值也会递归地进行拷贝和转换。

可见,JS中的对象可以直接转换成Objective-C中的NSDictionary,NSDictionary传入JavaScript也可以直接当作对象被使用。

3. NSArray与JS数组

[context evaluateScript:@"var color
 = {red:230, green:90, blue:100}"];

//js->native 给你看我的颜色
JSValue *colorValue = context[@"color"];
NSLog(@"r=%@, g=%@, b=%@", colorValue

[@"red"], colorValue[@"green"],

colorValue[@"blue"]);
NSDictionary *colorDic = [colorValue

toDictionary];
NSLog(@"r=%@, g=%@, b=%@", colorDic

[@"red"], colorDic[@"green"],

colorDic[@"blue"]);

//native->js 给你点颜色看看
context[@"color"] = @{@"red":@(0),

@"green":@(0), @"blue":@(0)};
[context evaluateScript:@"log('r:'

+color.red+'g:'+color.green+' b:

'+color.blue)"];
Output:

r=230, g=90, b=100
r=230, g=90, b=100
r:0 g:0 b:0

NSArray对象与JavaScript中的array相互转转。其子元素也会递归

[context evaluateScript:@“var 
friends = ['Alice','Jenny','XiaoMing']"];

//js->native 你说哪个是真爱?
JSValue *friendsValue = context

[@"friends"];
NSLog(@"%@, %@, %@", friendsValue[0],

friendsValue[1], friendsValue[2]);
NSArray *friendsArray = [friendsValue

toArray];
NSLog(@"%@, %@, %@", friendsArray[0],

friendsArray[1], friendsArray[2]);

//native->js 我觉XiaoMing和不不错

,给你再推荐个Jimmy
context[@"girlFriends"] = @[friends

Array[2], @"Jimmy"];
[context evaluateScript:@"log('girl

Friends :'+girlFriends[0]+' '

+girlFriends[1])"];

地进行拷贝和转换。

Output:

Alice, Jenny, XiaoMing
Alice, Jenny, XiaoMing
girlFriends : XiaoMing Jimmy

4. Block/函数和JS function

Objective-C中的block转换成JavaScript中的function对象。参数以及返回类型使用相同的规则转换。

将一个代表native的block或者方法的JavaScript function进行转换将会得到那个block或方法。

其他的JavaScript函数将会被转换为一个空的dictionary。因为JavaScript函数也是一个对象。

5. OC对象和JS对象

对于所有其他native的对象类型,JavaScriptCore都会创建一个拥有constructor原型链的wrapper对象,用来反映native类型的继承关系。默认情况下,native对象的属性和方法并不会导出给其对应的JavaScript wrapper对象。通过JSExport协议可选择性地导出属性和方法。

后面会详细讲解对象类型的转换。

   
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