它為什么是有用的?

作為一名JavaScript開(kāi)發(fā)者，你可能經(jīng)常發(fā)現(xiàn)自己處于代碼覆蓋可能有用的情景。例如：

• 對(duì)測(cè)試套件的質(zhì)量感興趣？ 重構(gòu)一個(gè)大型的遺留項(xiàng)目？ 代碼覆蓋可以準(zhǔn)確顯示代碼庫(kù)中已覆蓋了哪些部分。
• 想快速了解是否覆蓋了代碼庫(kù)的特定部分？ 代碼覆蓋可以顯示有關(guān)應(yīng)用程序的哪些部分已被執(zhí)行的實(shí)時(shí)信息，而不是使用console.log進(jìn)行printf-風(fēng)格的調(diào)試或手動(dòng)執(zhí)行代碼。
• 或者你可能正在優(yōu)化速度，并想知道要關(guān)注哪些點(diǎn)？ 執(zhí)行次數(shù)可以指出關(guān)鍵函數(shù)和循環(huán)。

JavaScript在V8中的代碼覆蓋

今年早些時(shí)候，我們?cè)赩8上添加了對(duì)JavaScript代碼覆蓋的原生支持。5.9版本中的初始發(fā)布提供了函數(shù)粒度（顯示已執(zhí)行的函數(shù)）的覆蓋范圍，后來(lái)擴(kuò)展為支持在v6.2中的塊粒度覆蓋（同樣的，僅對(duì)于單獨(dú)表達(dá)式有效）。

函數(shù)粒度（左側(cè)）和塊粒度（右側(cè)）

對(duì)JavaScript開(kāi)發(fā)者

目前訪問(wèn)覆蓋信息有兩種主要的方式。對(duì)于JavaScript開(kāi)發(fā)者,Chrome DevTools的Coverage tab給出了JS (和CSS)覆蓋率并在源碼面板中指出了無(wú)用代碼。

塊覆蓋coverage 在DevTools Coverage 面板中的塊覆蓋。覆蓋的行使用綠色標(biāo)注，未覆蓋的行則使用紅色。

基于V8覆蓋數(shù)據(jù)的Istanbul.js報(bào)告

給嵌入式

嵌入式及框架作者可以通過(guò)直接hook到Inspector API上獲得更大的靈活性。V8提供兩種不同的覆蓋模式：

1.盡力覆蓋模式下收集覆蓋信息，確保在運(yùn)行時(shí)對(duì)性能的影響最小，但可能會(huì)丟失已被垃圾回收（GC）函數(shù)的數(shù)據(jù)。

2.精確覆蓋確保不會(huì)因?yàn)镚C而丟失任何數(shù)據(jù)，用戶可以選擇接收?qǐng)?zhí)行計(jì)數(shù)而不是二進(jìn)制覆蓋信息;但性能可能會(huì)受此額外開(kāi)銷(xiāo)的影響（有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱下一節(jié)）。精準(zhǔn)覆蓋可以按函數(shù)或塊粒度收集信息。

精準(zhǔn)覆蓋的Inspector API如下：

• Profiler.startPreciseCoverage(callCount, detailed) 使能覆蓋信息收集，可選調(diào)用次數(shù)（vs.二進(jìn)制覆蓋）以及塊粒度（vs. 函數(shù)粒度）;
• Profiler.takePreciseCoverage() 返回已收集的覆蓋信息，其中包含源碼范圍列表以及相關(guān)的執(zhí)行次數(shù)；
• Profiler.stopPreciseCoverage() 禁用收集并釋放相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

Inspector協(xié)議間的通信可能如下所示：

// The embedder directs V8 to begin collecting precise coverage.
{ "id": 26, "method": "Profiler.startPreciseCoverage",
"params": { "callCount": false, "detailed": true }}
// Embedder requests coverage data (delta since last request).
{ "id": 32, "method":"Profiler.takePreciseCoverage" }
// The reply contains collection of nested source ranges.
{ "id": 32, "result": { "result": [{
"functions": [
{
"functionName": "fib",
"isBlockCoverage": true, // Block granularity.
"ranges": [ // An array of nested ranges.
{
"startOffset": 50, // Byte offset, inclusive.
"endOffset": 224, // Byte offset, exclusive.
"count": 1
}, {
"startOffset": 97,
"endOffset": 107,
"count": 0
}, {
"startOffset": 134,
"endOffset": 144,
"count": 0
}, {
"startOffset": 192,
"endOffset": 223,
"count": 0
},
]},
"scriptId": "199",
"url": "file:///coverage-fib.html"
}
]
}}
// Finally, the embedder directs V8 to end collection and
// free related data structures.
{"id":37,"method":"Profiler.stopPreciseCoverage"}

同理，盡力覆蓋可以使用 Profiler.getBestEffortCoverage() 。

幕后細(xì)節(jié)

如上一節(jié)所述，V8支持兩種主要的代碼覆蓋模式：盡力和精確覆蓋。欲了解他們實(shí)現(xiàn)概述，請(qǐng)繼續(xù)閱讀。

盡力覆蓋

盡力和精確覆蓋模式都大量重用其它的V8機(jī)制，其中首數(shù)被稱為調(diào)用計(jì)數(shù)器的機(jī)制。每次通過(guò)V8的Ignition解釋器調(diào)用函數(shù)時(shí)，我們都會(huì)在函數(shù)的反饋向量上增加其調(diào)用計(jì)數(shù)器。隨著函數(shù)后來(lái)變得愈加頻繁并通過(guò)優(yōu)化編譯器做了提升，這個(gè)計(jì)數(shù)器用于幫助輔助關(guān)于內(nèi)聯(lián)函數(shù)的內(nèi)聯(lián)決策;現(xiàn)在，我們也依靠它報(bào)告代碼覆蓋情況。

第二種重用機(jī)制確立了函數(shù)的源碼范圍。報(bào)告代碼覆蓋時(shí)，調(diào)用計(jì)數(shù)需要與源文件中的相關(guān)范圍作關(guān)聯(lián)。例如，在下面的示例中，我們不僅需要報(bào)告函數(shù)f已經(jīng)執(zhí)行了一次，還包含f的源碼范圍從第1行開(kāi)始到第3行結(jié)束。

function f() {
console.log('Hello World');
}
f();

又一次我們是幸運(yùn)的，我們能夠重用 V8 中的現(xiàn)有信息。由于 Function.prototype.toString 需要知道函數(shù)在原文件中的位置以提取適當(dāng)?shù)淖幼址?，函?shù)已經(jīng)知道它們?cè)谠创a中的起始位置和結(jié)束位置。

在收集到最優(yōu)的覆蓋范圍時(shí)，這兩種機(jī)制簡(jiǎn)單地結(jié)合在一起：首先，我們通過(guò)遍歷整個(gè)堆來(lái)找到所有存活的函數(shù)。對(duì)于每個(gè)可見(jiàn)的函數(shù)，我們報(bào)告調(diào)用次數(shù)（存儲(chǔ)在反饋向量中，我們可以從函數(shù)中訪問(wèn)）和源范圍（方便存儲(chǔ)在函數(shù)本身）。

請(qǐng)注意，由于無(wú)論是否啟用 coverage，都會(huì)維護(hù)調(diào)用計(jì)數(shù)，因此盡力服務(wù)的覆蓋不會(huì)引入任何運(yùn)行時(shí)開(kāi)銷(xiāo)。它也不使用專用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，因此既不需要顯式啟用也無(wú)需顯式禁用。

那么為什么這種模式稱為盡力服務(wù)(best-effort)呢，它的局限性是什么？ 超出范圍的函數(shù)可能會(huì)被垃圾回收器釋放掉。這意味著相關(guān)的調(diào)用計(jì)數(shù)將會(huì)丟失，事實(shí)上我們完全忘記了這些函數(shù)曾經(jīng)存在過(guò)。 因此“盡力服務(wù)”：即使我們盡力了，所收集的覆蓋信息也可能不完整。

精準(zhǔn)覆蓋 (函數(shù)粒度)

與盡力服務(wù)模式相比，精確覆蓋可確保所提供的覆蓋信息是完整的。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我們會(huì)在啟用精準(zhǔn)覆蓋后將所有反饋向量添加到V8的根參考集中，從而阻止GC對(duì)其進(jìn)行回收。雖然這確保了信息無(wú)丟失，但它通過(guò)人為地保持對(duì)象存活增加內(nèi)存開(kāi)銷(xiāo)。

精準(zhǔn)覆蓋模式還可以提供執(zhí)行計(jì)數(shù)。這為精準(zhǔn)覆蓋實(shí)施增加了另一個(gè)竅門(mén)。回想一下，每次通過(guò)V的解釋器調(diào)用函數(shù)時(shí)，調(diào)用計(jì)數(shù)器都會(huì)遞增，并且一旦函數(shù)訪問(wèn)頻率過(guò)高，這些函數(shù)就可以升級(jí)并進(jìn)行優(yōu)化。 但優(yōu)化的函數(shù)不再增加其調(diào)用計(jì)數(shù)器，因此必須禁用優(yōu)化編譯器，以使其報(bào)告的執(zhí)行次數(shù)保持準(zhǔn)確。

精準(zhǔn)覆蓋（塊粒度）

塊粒度覆蓋必須報(bào)告準(zhǔn)確到獨(dú)立表達(dá)式層級(jí)的覆蓋范圍。例如，在下面的一段代碼中，塊覆蓋可以檢測(cè)到條件表達(dá)式的else分支: c從不執(zhí)行，而函數(shù)粒度覆蓋只會(huì)知道函數(shù) f（作為一個(gè)整體）被覆蓋了。

function f(a) {
return a ? b : c;
}
f(true);

你可能從前面的部分想起我們已經(jīng)在 V8 中提供了函數(shù)調(diào)用次數(shù)和源碼范圍。不幸的是，這不適合塊覆蓋的場(chǎng)景，我們必須實(shí)現(xiàn)新的機(jī)制來(lái)收集執(zhí)行次數(shù)和它們相應(yīng)的源碼范圍。

第一個(gè)方面是源碼范圍：假設(shè)我們擁有一個(gè)特定塊的執(zhí)行計(jì)數(shù)，我們?nèi)绾螌⑺鼈冇成涞皆创a的一部分呢？ 為此，我們需要在解析源文件時(shí)收集相關(guān)位置信息。在塊覆蓋之前，V8已經(jīng)在某種程度上做到了這一點(diǎn)。一個(gè)示例是由如上所述的Function.prototype.toString而觸發(fā)的函數(shù)范圍的收集。

另一個(gè)例子是用于構(gòu)造Error對(duì)象的回溯的源碼位置。但這些都不足以支持塊覆蓋; 前者僅適用于函數(shù)，而后者僅保存位置信息（例如if-else語(yǔ)句的if標(biāo)記的位置），而不是源碼范圍。

因此，我們必須擴(kuò)展解析器以收集源碼范圍。為了演示，假設(shè)我們正在使用if-else語(yǔ)句：

if (cond) {
/* Then branch. */
} else {
/* Else branch. */
}

當(dāng)啟用塊覆蓋時(shí)，我們收集 then 和 else 分支的源碼范圍，并將它們與已解析的 IfStatement AST 節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。其他相關(guān)語(yǔ)言結(jié)構(gòu)也是如此處理。

在解析過(guò)程中收集完源碼范圍集之后，第二個(gè)方面是在運(yùn)行時(shí)跟蹤執(zhí)行計(jì)數(shù)。 這是通過(guò)在生成的字節(jié)碼數(shù)組的關(guān)鍵位置插入新的專用 IncBlockCounter 字節(jié)碼來(lái)完成的。在運(yùn)行時(shí)，IncBlockCounter 字節(jié)碼處理程序只是增加對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)器接口（可通過(guò)函數(shù)對(duì)象訪問(wèn)）。

在 if-else 語(yǔ)句的上述示例中，這樣的字節(jié)碼將被插入在三個(gè)位置：緊接在 then 分支的主體之前，在 else 分支的主體之前，緊接在 if-else 語(yǔ)句之后（由于分支內(nèi)可能存在非本地控制，因此需要連續(xù)的計(jì)數(shù)器）。

最后，報(bào)告塊粒度覆蓋與函數(shù)粒度報(bào)告類(lèi)似。但除了調(diào)用計(jì)數(shù)（來(lái)自反饋向量）之外，我們現(xiàn)在還報(bào)告了感興趣的源范圍的集合以及它們的塊計(jì)數(shù)（存儲(chǔ)在掛起該函數(shù)的輔助數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中）。

如果您想了解V8中代碼覆蓋之后相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)的更多信息，請(qǐng)參閱coverage和block coverage設(shè)計(jì)文檔。

總結(jié)

我們希望你喜歡本文中對(duì)V8原生代碼覆蓋支持的簡(jiǎn)要介紹。

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。