深入V8引擎-列舉+位運算實現引數配置

書生小龍發表於2019-06-25

不知不覺都快月底了，看了看上一篇還是6號寫的，慚愧慚愧，說好的堅持。為了證明沒有偷懶(其實還是沉迷了一會dota2)，先上一個圖自證清白。

基本上從初始化引擎，到Isolate、handleScope、Context一直到編譯其實都有記錄，但是實在是無從下手。雖說我的部落格也沒有什麼教學意義，但是至少也需要有一箇中心和結論。很遺憾，上述的每一步都並互有關聯，也就是單獨拿出來寫毫無意義。而從整體架構來闡述，然後細化到這每一步，我又還沒有到那個境界。因此，綜合考慮下，決定先暫時放棄逐步解析，優先產出一些有意義的東西。

這一篇的內容屬於V8中(或許是C++獨有)使用比較普遍的一個技巧，很多模組都有使用。

當初在入門學JS的時候，到了ajax那裡，跟著視訊學封裝。老師講，如果引數過多，就包裝成封裝一個物件，這樣只需要一個引數就可以了。當時我想著，一個物件也好麻煩啊，還不如封裝的時候自己定義一下，如果傳1，就代表是"GET"請求，傳2，就代表"POST"等等。沒想到，當初天真的想法，竟然在C++裡面實現了。

 

下面開始正文，首先需要簡單介紹一下列舉，話說各位用過TS的大佬應該都懂，或者接觸過protobuf這些資料格式化庫也有。列舉在很多語言中都有，定義簡單說就是一系列的常量集合，通常用來做簡單配置。如果沒有指定值，那麼就是0、1、2...依次增加，舉例如下。

enum fruit {
  apple,
  banana,
  pear,
  orange = 5,
};

int main(int argc, const char * argv[]) {
  cout << "enum apple is " << fruit::apple << endl;
  cout << "enum banana is " << fruit::banana << endl;
  cout << "enum pear is " << fruit::pear << endl;
  cout << "enum orange is " << fruit::orange << endl;
  return 0;
}

這裡我們定義了一個列舉型別，依次列印每一個值，會得到0、1、2，而第四個由於手動指定了值，所以會得到5。如果不去手動指定值，從JS的角度來看列舉有點類似於一個顛倒形式的陣列，比如說定義['apple', 'banana', 'pear']，通過下標0、1、2可以取到對應的值，而列舉恰恰相反，通過列舉值取到的是"下標"。大部分簡單的配置情況下，是不用去關心列舉具體的值。這樣，關於列舉就介紹完了，很簡單。

接下來，來看看V8是如何利用這個資料型別來實現引數配置。在對JS原始碼字串的編譯過程中，有一個類十分重要，負責記錄String => AST的過程，名為ParseInfo，這裡不去探究轉換過程，單純看一下這個類的標記配置相關，類定義如下。

namespace v8 {
namespace interval {

// A container for the inputs, configuration options, and outputs of parsing.
/**
 * 有5個建構函式和大量私有屬性
 */
class ParseInfo {
  public:
    explicit ParseInfo(AccountingAllocator* zone_allocator);
    explicit ParseInfo(Isolate*);
    ParseInfo(Isolate*, AccountingAllocator* zone_allocator);
    ParseInfo(Isolate* isolate, Handle<Script> script);
    ParseInfo(Isolate* isolate, Handle<SharedFunctionInfo> shared);
  private:
    // Various configuration flags for parsing.
    enum Flag {
      kToplevel = 1 << 0,
      kEager = 1 << 1,
      kEval = 1 << 2,
      kStrictMode = 1 << 3,
      kNative = 1 << 4,
      // ...more
    };
    unsigned flags_;
    void SetFlag(Flag f) { flags_ |= f; }
    void SetFlag(Flag f, bool v) { flags_ = v ? flags_ | f : flags_ & ~f; }
    bool GetFlag(Flag f) const { return (flags_ & f) != 0; }
};

省略了很多程式碼，這個類真的超級大，特別是建構函式，雖說內部走的Isolate那一個，但是變向的呼叫會走全套構造。目前只需要關心私有屬性列舉Flag和其相關的三個方法，Flag負責標記編譯的程式碼的一些特徵，比如說[native code]、module、IIFE、'strict mode'等等。

列舉Flag的定義有點意思，除去了正常的語義化集合，每一項都給了具體的值，依次為1、2、4、8...，後面會解釋原因。flags_就代表了整個Flag的配置，型別比較狗，只註明了一個無符號型別，大部門情況下編譯器會認為是一個unsigned int。剩下的三個方法則是根據引數來調整flag_的值，具體實現非常簡單，但是理解起來有點噁心，全是位運算。

如果要理解這個操作的原理，需要從二進位制的角度來理解，列舉型別的每一個值，其實代表的是二進位制的1、10、100、1000等等，所以flags_其實也需要從二進位制來理解，預設情況是一個全0的數。這樣再來看SetFlag方法，假設解析中發現字串"strict mode"，此時需要呼叫SetFlag(Flag::kStrictMode)來設定引數，或運算表示只要有一個是1即置1，所以flags_的第4位會被置位1，值就變成了1000。

那麼GetFlag就很好理解了，傳入一個Flag列舉值，由於與運算需要兩個都是1才會為真，而傳入的總為1，所以只要flag_對應的位為1(即被設定過)就會返回真。

而SetFlag的過載方法則是一個擴充套件，當第二個引數為true時，使用與單引數一致。當第二個引數為false時，會將該位置0，也就是取消這個配置。

這樣，用一個數字就可以代表非常多的編譯引數。在應用時，直接取出數字對應位數的值，如果為1，說明該配置為真，否則為假，即簡單，又很高效。當然，這個方法的侷限性也很明顯，只能針對布林值的配置，如果是複雜型別那還是需要一個xxxoptions的類來管理。

 

因為實在太簡單了，所以我也懶得畫圖，應該能理解吧。

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