学习目标：
- 了解 ast 执行过程
- 了解 ast 语法转换方式
- 熟悉如何转换代码
- 熟悉使用babel执行命令
0.前言
在编程语言的生态中，根据代码执行前是否需要完整编译，主要分为编译型语言与解释型语言两大阵营，二者在执行效率与灵活性上呈现出鲜明差异，而 JavaScript 作为典型的解释型语言，其执行性能的突破很大程度上依赖于 V8 引擎的架构设计。
（一）、先明确：编译型与解释型语言的核心差异
要理解 V8 引擎的设计逻辑，首先需要厘清两类语言的本质区别 —— 核心差异集中在 “代码转换为机器码的时机”，这直接决定了执行速度与使用场景的不同。
| 类型 | 核心特点 | 执行流程 | 典型代表 | 优劣势 |
|---|---|---|---|---|
| 编译型语言 | 代码运行前完成 “一次性编译”，生成与操作系统架构匹配的机器码 | 源码 → 编译器 → 机器码（预生成）→ 直接执行机器码 | C、C++、Go | 优势：执行速度快（无需运行时翻译）；劣势：跨平台性弱（不同系统需重新编译）、开发调试周期长 |
| 解释型语言 | 无预编译过程，代码运行时 “逐行 / 逐段翻译” 为机器码，边翻译边执行 | 源码 → 解释器 → 实时转换机器码 → 执行 | JavaScript、Python、Ruby | 优势：跨平台性强（依赖解释器适配）、开发灵活；劣势：传统架构下执行速度慢（重复翻译开销） |
传统解释型语言的性能瓶颈，本质是 “无状态执行”—— 每次运行代码都要重新解析源码、构建语法树，无法复用历史执行信息；而 V8 引擎的核心创新，正是通过 “解释器 + 编译器” 的混合架构，弥补了这一短板。
（二）、V8 引擎的四大核心执行阶段
V8 作为 Chrome 与 Node.js 的底层 JavaScript 引擎，其执行流程可拆解为Parse（解析）、Ignition（解释执行）、TurboFan（编译优化）、Orinoco（垃圾回收） 四个阶段，前三者形成 “解释 - 编译” 的闭环，后者保障内存高效利用。
1. Parse 阶段：从源码到抽象语法树（AST）
此阶段的核心目标是 “将人类可读的 JS 源码，转换为引擎可理解的结构化数据”，分为 “词法分析” 与 “语法分析” 两步：
- 词法分析（Tokenization）：将源码按语法规则拆分为最小语义单元（Token），例如把
let a = 1 + 2;拆分为let（关键字）、a（标识符）、=（赋值运算符）、1（数值字面量）、+（算术运算符）、2（数值字面量）、;（语句结束符）。 - 语法分析（Parsing）：根据 JS 语法规则，将 Token 序列组装为抽象语法树（AST）——AST 是一种树形结构，直观反映代码的语法逻辑（如变量声明、表达式运算、函数调用的层级关系）。
举个例子：
let sum = 1 + 2;的 AST 会包含三个核心节点：
- 顶层节点：变量声明（
let）- 左子节点：标识符（
sum）- 右子节点：加法表达式（
1 + 2，包含两个数值子节点）
AST 是后续所有处理的 “基础原料”—— 它不仅用于解释执行，还会被 V8 的语法检查模块（如检测未声明变量、语法错误）使用，若语法有误，会在此阶段抛出错误（如 Uncaught SyntaxError）。
2. Ignition 阶段：从 AST 到字节码，实现 “快速启动 + 信息收集”
Ignition 是 V8 的解释器，其核心作用有两个：一是 “快速执行代码”，二是 “为编译优化收集数据”，流程分为两步：
- AST 转换为字节码：字节码是一种 “介于 AST 与机器码之间的中间代码”，比机器码更简洁（体积小、跨架构），又比 AST 更接近执行逻辑。例如，将 AST 中的 “加法表达式” 转换为字节码指令
Add，“变量赋值” 转换为StoreLocal。 - 解释执行字节码 + 收集 Profiling 信息：Ignition 会逐行执行字节码，同时实时收集 “热点信息”—— 比如某段代码被执行的次数（是否为 “热点代码”）、函数参数的类型（如
sum(1,2)中参数均为数值）、条件判断的分支概率（如if (x > 10)中true分支的执行频率）。
这些 Profiling 信息是后续 TurboFan 优化编译的关键 —— 只有明确 “哪些代码高频执行、数据类型有何规律”，才能针对性生成高效机器码。
3. TurboFan 阶段：从字节码到优化机器码，突破性能瓶颈
TurboFan 是 V8 的优化编译器，它并非对所有代码编译，而是只针对 Ignition 标记的 “热点代码”（如频繁调用的函数、循环执行的代码块）进行优化，核心逻辑是 “基于 Profiling 信息，生成针对性的高效机器码”，常见优化手段包括：
- 类型专化（Type Specialization）：JS 是动态类型语言（变量类型可随时变化），但热点代码中变量类型往往稳定（如
sum函数参数始终是数值）。TurboFan 会基于收集到的类型信息，生成 “专用于该类型” 的机器码（无需再判断类型），大幅减少执行开销。 - 循环优化（Loop Optimization）：对高频执行的循环（如
for (let i=0; i<10000; i++)）进行优化，例如 “循环展开”（减少循环判断次数）、“常量折叠”（将循环内的常量计算提前到编译阶段，如i * 2若i是常量则直接计算结果）。 - 内联优化（Inlining）：对频繁调用的小函数（如
function add(a,b) { return a+b; }），将函数体直接 “嵌入” 调用位置，避免函数调用的栈开销（如参数入栈、返回地址保存）。
优化后的机器码会直接替换原有的字节码执行逻辑 —— 当热点代码再次执行时，会直接运行 TurboFan 生成的机器码，执行速度可接近编译型语言。
注意：若优化假设失效（如原本稳定的变量类型突然变化，如
sum函数突然传入字符串），V8 会触发 “去优化（Deoptimization）”，暂时退回到 Ignition 解释执行，重新收集信息后再决定是否重新优化。
4. Orinoco 阶段：垃圾回收，保障内存高效利用
JS 代码执行过程中会不断创建对象（如 let obj = { name: 'V8' }）、数组、函数等，这些对象会占用内存。Orinoco 是 V8 的垃圾回收器（GC），其核心目标是 “自动回收不再被使用的内存（垃圾对象），避免内存泄漏”。
Orinoco 采用 “分代回收” 策略，将内存分为 “新生代”（存活时间短的对象，如临时变量）和 “老生代”（存活时间长的对象，如全局变量、长期缓存对象），针对不同代际的对象采用不同回收算法：
- 新生代回收：采用 “Scavenge 算法”，将内存分为两个空间（From 区、To 区），新对象先存入 From 区；当 From 区满时，将存活对象复制到 To 区，然后清空 From 区，交换两区角色，实现快速回收（回收效率高，适合短生命周期对象）。
- 老生代回收：采用 “Mark-Sweep（标记 - 清除）” 与 “Mark-Compact（标记 - 整理）” 结合的算法 —— 先标记所有存活对象，再清除未标记的垃圾对象；若内存碎片过多，则将存活对象整理到内存一端，减少碎片，保障大对象的内存分配。
垃圾回收过程会暂停 JS 执行（“Stop-The-World”），但 Orinoco 通过 “增量标记”“并发标记” 等技术，将回收时间拆分到多个 JS 执行间隙，大幅降低对代码执行的影响。
（三）、核心总结：V8 为何能提升 JS 执行性能？
V8 引擎的本质是 “用 “解释器 + 编译器” 的混合架构，平衡 “启动速度” 与 “执行速度””：
- 快速启动：通过 Ignition 解释器，无需等待完整编译，AST 转换为字节码后即可执行，保障代码能快速响应（如页面初始化 JS）。
- 性能突破：通过 TurboFan 编译器，对热点代码生成优化机器码，弥补了解释型语言的性能短板。
- 内存安全：通过 Orinoco 垃圾回收器，自动管理内存，减少开发者手动处理内存的负担与泄漏风险。
正是这一架构设计，让 JavaScript 从 “慢执行” 的解释型语言，成长为可支撑大型应用（如前端框架、Node.js 后端服务）的高性能语言。
其中，生成 AST 、生成字节码、生成机器码是比较重要的三个阶段。
一、什么是AST技术
抽象语法树（Abstract Syntax Tree，简称 AST）是编译原理中的核心概念，它是源代码语法结构的一种抽象树状表示。树中的每个节点对应代码中的一种语法结构，这种形式类似于一个层次清晰、结构规范的复杂 JSON 对象。借助 AST，我们不再直接操作混杂空格与符号的原始代码文本，而是基于一棵严谨的树形结构，能够以编程方式高效、精准地分析和修改代码。
AST 技术应用广泛，包括但不限于：IDE 的语法高亮、代码检查、自动化格式化、代码压缩与转译等。大部分代码处理工具首先都会将源代码解析为 AST，再执行后续操作。例如，为处理 ES5 和 ES6 之间的语法差异并实现向后兼容，Babel 等转译工具就是基于 AST 进行语法转换的。虽然 AST 并非专为逆向工程设计，但掌握 AST 技术能够在 JavaScript 代码解混淆等逆向场景中显著提升效率。
通过AST解析网站：https://astexplorer.net/,左侧为我们要输入的JavaScript代码，右侧为AST树状结构
1.AST在编译中的位置（编译器转换过程）
在编译原理中，编译器转换代码通常要经过六个步骤（其中语法分析，语法分析，代码生成是我们重点关注的）
（1）词法分析
词法分析是编译过程的第一步，主要任务是将源代码拆解为一个个最小的、不可再分的词法单元，这些单元被称为 token。
以代码 var a = 1; 为例，词法分析后会生成以下 token：var、a、=、1、;。值得注意的是，在 JavaScript 中，空格通常不被视为 token，解析时会被忽略。
我们可以类比自然语言的处理方式。例如，句子“2019年是祖国70周年”可被拆分为如下有意义的最小单元：“2019年”、“是”、“祖国”、“70”、“周年”。若进一步拆分如“0周”、“年”，则失去原有语义——代码分词同理，每个 token 都应具备独立的语法意义。
在 JavaScript 中，常见的词法单元包括：
关键字：如
var、let、const、if、else等；标识符：指变量名、函数名等未被引号括起来的连续字符；
运算符：如
+、-、*、/、=等；数字：支持十进制、十六进制、八进制及科学计数法表示；
字符串：被单引号或双引号括起来的字符序列；
空格：包括连续空格、换行符和缩进（通常不影响语法，仅作为分隔）；
注释：行注释（
//）和块注释（/* */）均作为整体处理；其他符号：如大括号
{}、圆括号()、分号;、冒号:等。
（2）语法分析
语法分析是编译过程中的关键阶段，其主要任务是将词法分析产生的 token 流，转换成一个层次化、结构化的树形表示——即抽象语法树（AST）。
该过程不仅检查代码是否符合语法规范，还会确定各个 token 之间的嵌套关系和组合方式，从而体现出程序的语法结构。可以类比为自然语言中组词成句的过程：词法分析提供了“词语”，而语法分析则根据语法规则，将这些词语组织成具有正确结构和明确意义的“句子”。
因此，语法分析实质上是对 token 进行语法层面的归类、结构化，并建立起能够反映代码逻辑的树形层次关系，为后续的语义分析、代码生成等阶段奠定基础。
// 举例
var a = 42;
var b = 5;
function addA(d){return a+d;
}
var c = addA(2) + b;会将所有的分词进行分类
（3）语义分析
语义分析阶段基于抽象语法树（AST）进行更深层次的程序语义检查。其主要任务包括：验证变量和函数的使用是否合法（如是否存在未声明或重复声明）、进行类型推断与检查、构建符号表以记录标识符信息，以及检查函数调用的匹配性（如参数数量与类型是否正确）。该阶段不关注语法结构是否正确，而侧重于确保程序的逻辑和语义符合语言规范，是保证程序正确性的重要环节。
（4）代码生成
在通过语义分析并完成可能的优化处理后，代码生成阶段将 AST 转换为目标代码。对象代码的形式因编译目标而异，可以是机器码、字节码（如 Java 字节码），或其他中间代码。这一阶段直接生成最终可执行或可解释的代码，是编译流程中的产出阶段。
（5）链接
若程序由多个模块或文件组成，链接器负责将它们合并为一个完整的可执行文件或库。链接过程主要包括地址分配、解析跨模块的符号引用（如函数和变量），以及重定位等操作，确保程序中不同部分能够正确关联与协同工作。
（6）加载和执行
生成的可执行文件由操作系统加载到内存中，并进行必要的初始化工作，最终由 CPU 执行。在此阶段，程序正式运行，实现其设计功能。
2.AST对爬虫的意义
随着技术的革新，越来越多的前端为了保护其网站不被第三方爬取，使用了大量的混淆代码，让爬虫工程师越来越难找到其核心参数加密代码。有时候定位到加密的地方，面对一大坨乱如麻的代码，内心也是拒绝的。
这个时候，希望有一种工具，尽可能的将被混淆的代码进行处理，使其可读性大大增加，使爬虫工程师能够轻而易举的进行定位，抠出其核心的加密代码。
AST用在这里，只是一种辅助工具，并不能直接帮你找到核心的代码，还是得自己去分析，静态分析也好，动态调试也好，目的只有一个
二、AST语法学习
参考地址：https://www.babeljs.cn/docs/
在线解析：https://astexplorer.net
//练习语法
var a = "\u0068\u0065\u006c\u006c\u006f\u002c\u0041\u0053\u0054"1.AST输出树结构
type:表示当前节点的类型，我们常用的类型判断方法，就是判断当前的节点是否为某个类型。
start:表示当前节点的起始位。
end:表示当前节点的末尾。
loc:表示当前节点所在的行列位置，里面也有start与end节点，这里的start与上面的start是不同的，这里的start是表示节点所在的行列位置，而end表示的是节点所在末尾的行列位置
errors:是File节点所特有的属性，可以不用理会。
program:包含整个源代码，不包含注释节点。
- sourceType:通常用于标识源代码的类型，以告诉解析器或编译器它正在处理的代码是模块代码还是脚本代码（Script Module）
- body:包含了程序的主体代码，即程序的主要逻辑
- 语句块：“body" 可能表示一组语句，通常是一个代码块，这些语句按顺序执行。
- 函数体：对于函数或方法定义，“body”包含了函数的主体代码，即函数内部的语句和逻辑。
- 类定义：对于类定义，“body”可能包含类的成员，如属性和方法。
- 模块内容：对于模块或文件，“body”可能包含文件中的顶级语句和声明。
- declarations:通常用于表示变量、常量、函数、类等的声明
- id:是函数，变量，类的名称
- init:通常代码声明的初始化值
comments：源代码中所有的注释会在这里显示。
2.常见节点类型
3.babel 库
根据官网介绍，它是一个JavaScript编译器，主要用于将ECMAScript 2015+版本的代码转换为向后兼容的JavaScript语法，以便能够运行在当前和旧版本的浏览器或其他环境中。
@babel/core：Babel 编译器本身，提供了 babel 的编译 API；@babel/parser：将 JavaScript 代码解析成 AST 语法树；@babel/traverse：遍历、修改 AST 语法树的各个节点；@babel/generator：将 AST 还原成 JavaScript 代码；@babel/types：判断、验证节点的类型、构建新 AST 节点等。
// 安装命令
npm install @babel/core --save-dev
