Mon Apr 24 10:11:00 UTC 2023 inscode

README.md

+# 从零开始写一个Javascript解析器
+
+版权
+最近在研究 AST, 之前有一篇文章 面试官: 你了解过 Babel 吗？写过 Babel 插件吗? 答: 没有。卒 为什么要去了解它? 因为懂得 AST 真的可以为所欲为
+
+简单点说，使用 Javascript 运行Javascript代码。
+
+这篇文章来告诉你，如何写一个最简单的解析器。
+
+前言(如果你很清楚如何执行自定义 js 代码，请跳过)
+在大家的认知中，有几种执行自定义脚本的方法？我们来列举一下：
+
+Web
+创建 script 脚本，并插入文档流
+function runJavascriptCode(code) {
+  const script = document.createElement("script");
+  script.innerText = code;
+  document.body.appendChild(script);
+}
+ 
+runJavascriptCode("alert('hello world')");
+复制代码
+eval
+无数人都在说，不要使用eval，虽然它可以执行自定义脚本
+
+eval("alert('hello world')");
+复制代码
+参考链接: Why is using the JavaScript eval function a bad idea?
+
+setTimeout
+setTimeout 同样能执行，不过会把相关的操作，推到下一个事件循环中执行
+
+setTimeout("console.log('hello world')");
+console.log("I should run first");
+ 
+// 输出
+// I should run first
+// hello world'
+复制代码
+new Function
+new Function("alert('hello world')")();
+复制代码
+参考链接: Are eval() and new Function() the same thing?
+
+NodeJs
+require
+可以把 Javascript 代码写进一个 Js 文件，然后在其他文件 require 它，达到执行的效果。
+
+NodeJs 会缓存模块，如果你执行 N 个这样的文件，可能会消耗很多内存. 需要执行完毕后，手动清除缓存。
+
+Vm
+const vm = require("vm");
+ 
+const sandbox = {
+  animal: "cat",
+  count: 2
+};
+ 
+vm.runInNewContext('count += 1; name = "kitty"', sandbox);
+复制代码
+以上方式，除了 Node 能优雅的执行以外，其他都不行，API 都需要依赖宿主环境。
+
+解释器用途
+在能任何执行 Javascript 的代码的平台，执行自定义代码。
+
+比如小程序，屏蔽了以上执行自定义代码的途径
+
+那就真的不能执行自定义代码了吗？
+
+非也
+
+工作原理
+基于 AST(抽象语法树)，找到对应的对象/方法, 然后执行对应的表达式。
+
+这怎么说的有点绕口呢，举个栗子console.log("hello world");
+
+原理: 通过 AST 找到console对象，再找到它log函数，最后运行函数，参数为hello world
+
+准备工具
+Babylon, 用于解析代码，生成 AST
+babel-types, 判断节点类型
+astexplorer, 随时查看抽象语法树
+开始撸代码
+我们以运行console.log("hello world")为例
+
+打开astexplorer， 查看对应的 AST
+
+由图中看到，我们要找到console.log("hello world")，必须要向下遍历节点的方式，经过File、Program、ExpressionStatement、CallExpression、MemberExpression节点，其中涉及到Identifier、StringLiteral节点
+
+我们先定义visitors, visitors是对于不同节点的处理方式
+
+const visitors = {
+  File(){},
+  Program(){},
+  ExpressionStatement(){},
+  CallExpression(){},
+  MemberExpression(){},
+  Identifier(){},
+  StringLiteral(){}
+};
+复制代码
+再定义一个遍历节点的函数
+
+/**
+ * 遍历一个节点
+ * @param {Node} node 节点对象
+ * @param {*} scope 作用域
+ */
+function evaluate(node, scope) {
+  const _evalute = visitors[node.type];
+  // 如果该节点不存在处理函数，那么抛出错误
+  if (!_evalute) {
+    throw new Error(`Unknown visitors of ${node.type}`);
+  }
+  // 执行该节点对应的处理函数
+  return _evalute(node, scope);
+}
+复制代码
+下面是对各个节点的处理实现
+
+const babylon = require("babylon");
+const types = require("babel-types");
+ 
+const visitors = {
+  File(node, scope) {
+    evaluate(node.program, scope);
+  },
+  Program(program, scope) {
+    for (const node of program.body) {
+      evaluate(node, scope);
+    }
+  },
+  ExpressionStatement(node, scope) {
+    return evaluate(node.expression, scope);
+  },
+  CallExpression(node, scope) {
+    // 获取调用者对象
+    const func = evaluate(node.callee, scope);
+ 
+    // 获取函数的参数
+    const funcArguments = node.arguments.map(arg => evaluate(arg, scope));
+ 
+    // 如果是获取属性的话: console.log
+    if (types.isMemberExpression(node.callee)) {
+      const object = evaluate(node.callee.object, scope);
+      return func.apply(object, funcArguments);
+    }
+  },
+  MemberExpression(node, scope) {
+    const { object, property } = node;
+ 
+    // 找到对应的属性名
+    const propertyName = property.name;
+ 
+    // 找对对应的对象
+    const obj = evaluate(object, scope);
+ 
+    // 获取对应的值
+    const target = obj[propertyName];
+ 
+    // 返回这个值，如果这个值是function的话，那么应该绑定上下文this
+    return typeof target === "function" ? target.bind(obj) : target;
+  },
+  Identifier(node, scope) {
+    // 获取变量的值
+    return scope[node.name];
+  },
+  StringLiteral(node) {
+    return node.value;
+  }
+};
+ 
+function evaluate(node, scope) {
+  const _evalute = visitors[node.type];
+  if (!_evalute) {
+    throw new Error(`Unknown visitors of ${node.type}`);
+  }
+  // 递归调用
+  return _evalute(node, scope);
+}
+ 
+const code = "console.log('hello world')";
+ 
+// 生成AST树
+const ast = babylon.parse(code);
+ 
+// 解析AST
+// 需要传入执行上下文，否则找不到``console``对象
+evaluate(ast, { console: console });
+复制代码
+在 Nodejs 中运行试试看
+
+$ node ./index.js
+hello world
+复制代码
+然后我们更改下运行的代码 const code = "console.log(Math.pow(2, 2))";
+
+因为上下文没有Math对象，那么会得出这样的错误 TypeError: Cannot read property 'pow' of undefined
+
+记得传入上下文evaluate(ast, {console, Math});
+
+再运行，又得出一个错误Error: Unknown visitors of NumericLiteral
+
+原来Math.pow(2, 2)中的 2，是数字字面量
+
+节点是NumericLiteral, 但是在visitors中，我们却没有定义这个节点的处理方式.
+
+那么我们就加上这么个节点:
+
+NumericLiteral(node){
+    return node.value;
+  }
+复制代码
+再次运行，就跟预期结果一致了
+
+$ node ./index.js
+4
+复制代码
+到这里，已经实现了最最基本的函数调用了
+
+进阶
+既然是解释器，难道只能运行 hello world 吗？显然不是
+
+我们来声明个变量吧
+var name = "hello world";
+console.log(name);
+复制代码
+先看下 AST 结构
+
+visitors中缺少VariableDeclaration和VariableDeclarator节点的处理，我们给加上
+
+VariableDeclaration(node, scope) {
+    const kind = node.kind;
+    for (const declartor of node.declarations) {
+      const {name} = declartor.id;
+      const value = declartor.init
+        ? evaluate(declartor.init, scope)
+        : undefined;
+      scope[name] = value;
+    }
+  },
+  VariableDeclarator(node, scope) {
+    scope[node.id.name] = evaluate(node.init, scope);
+  }
+复制代码
+运行下代码，已经打印出hello world
+
+我们再来声明函数
+function test() {
+  var name = "hello world";
+  console.log(name);
+}
+test();
+复制代码
+根据上面的步骤，新增了几个节点
+
+BlockStatement(block, scope) {
+    for (const node of block.body) {
+      // 执行代码块中的内容
+      evaluate(node, scope);
+    }
+  },
+  FunctionDeclaration(node, scope) {
+    // 获取function
+    const func = visitors.FunctionExpression(node, scope);
+ 
+    // 在作用域中定义function
+    scope[node.id.name] = func;
+  },
+  FunctionExpression(node, scope) {
+    // 自己构造一个function
+    const func = function() {
+      // TODO: 获取函数的参数
+      // 执行代码块中的内容
+      evaluate(node.body, scope);
+    };
+ 
+    // 返回这个function
+    return func;
+  }
+复制代码
+
+然后修改下CallExpression
+
+// 如果是获取属性的话: console.log
+if (types.isMemberExpression(node.callee)) {
+  const object = evaluate(node.callee.object, scope);
+  return func.apply(object, funcArguments);
+} else if (types.isIdentifier(node.callee)) {
+  // 新增
+  func.apply(scope, funcArguments); // 新增
+}
+复制代码
+运行也能过打印出hello world
+
+完整示例代码
+
+其他
+限于篇幅，我不会讲怎么处理所有的节点，以上已经讲解了基本的原理。
+
+对于其他节点，你依旧可以这么来，其中需要注意的是: 上文中，作用域我统一用了一个 scope，没有父级/子级作用域之分
+
+也就意味着这样的代码是可以运行的
+
+var a = 1;
+function test() {
+  var b = 2;
+}
+test();
+console.log(b); // 2
+复制代码
+处理方法: 在递归 AST 树的时候，遇到一些会产生子作用域的节点，应该使用新的作用域，比如说function，for in等
+
+最后
+以上只是一个简单的模型，它连玩具都算不上，依旧有很多的坑。比如:
+
+变量提升, 作用域应该有预解析阶段
+作用域有很多问题
+特定节点，必须嵌套在某节点下。比如 super()就必须在 Class 节点内，无论嵌套多少层
+this 绑定
+...
+连续几个晚上的熬夜之后，我写了一个比较完善的库vm.js，基于jsjs修改而来，站在巨人的肩膀上。
+
+与它不同的是:
+
+重构了递归方式，解决了一些没法解决的问题
+修复了多项 bug
+添加了测试用例
+支持 es6 以及其他语法糖
+目前正在开发中, 等待更加完善之后，会发布第一个版本。
+
+欢迎大佬们拍砖和 PR.
+
+小程序今后变成大程序，业务代码通过 Websocket 推送过来执行，小程序源码只是一个空壳，想想都刺激.
+
+项目地址: github.com/axetroy/vm.…
+
+在线预览: axetroy.github.io/vm.js/
+
+原文: axetroy.xyz/#/post/172
\ No newline at end of file

index.js

-console.log("欢迎来到 InsCode");
+
\ No newline at end of file
+const babylon = require("babylon");
+const types = require("babel-types");
+ 
+const visitors = {
+  File(node, scope) {
+    evaluate(node.program, scope);
+  },
+  Program(program, scope) {
+    for (const node of program.body) {
+      evaluate(node, scope);
+    }
+  },
+  NumericLiteral(node){
+    return node.value;
+  },
+  ExpressionStatement(node, scope) {
+    return evaluate(node.expression, scope);
+  },
+  CallExpression(node, scope) {
+    // 获取调用者对象
+    const func = evaluate(node.callee, scope);
+ 
+    // 获取函数的参数
+    const funcArguments = node.arguments.map(arg => evaluate(arg, scope));
+ 
+    // 如果是获取属性的话: console.log
+    if (types.isMemberExpression(node.callee)) {
+      const object = evaluate(node.callee.object, scope);
+      return func.apply(object, funcArguments);
+    }
+  },
+  MemberExpression(node, scope) {
+    const { object, property } = node;
+ 
+    // 找到对应的属性名
+    const propertyName = property.name;
+ 
+    // 找对对应的对象
+    const obj = evaluate(object, scope);
+ 
+    // 获取对应的值
+    const target = obj[propertyName];
+ 
+    // 返回这个值，如果这个值是function的话，那么应该绑定上下文this
+    return typeof target === "function" ? target.bind(obj) : target;
+  },
+  Identifier(node, scope) {
+    // 获取变量的值
+    return scope[node.name];
+  },
+  StringLiteral(node) {
+    return node.value;
+  }
+};
+/**
+ * 遍历一个节点
+ * @param {Node} node 节点对象
+ * @param {*} scope 作用域
+ */
+function evaluate(node, scope) {
+    const _evalute = visitors[node.type];
+    // 如果该节点不存在处理函数，那么抛出错误
+    if (!_evalute) {
+        throw new Error(`Unknown visitors of ${node.type}`);
+    }
+    // 执行该节点对应的处理函数
+    return _evalute(node, scope);
+}
+
+
+const code = "console.log(Math.pow(2, 2))";
+ 
+// 生成AST树
+const ast = babylon.parse(code);
+
+console.log('ast', ast);
+ 
+// 解析AST
+// 需要传入执行上下文，否则找不到``console``对象
+evaluate(ast, { console: console, Math });
+

package.json

 {
-    "name": "nodejs",
-    "version": "1.0.0",
-    "description": "",
-    "main": "index.js",
-    "scripts": {
-      "dev": "node index.js",
-      "test": "echo \"Error: no test specified\" && exit 1"
-    },
-    "keywords": [],
-    "author": "",
-    "license": "ISC",
-    "dependencies": {
-      "@types/node": "^18.0.6",
-      "node-fetch": "^3.2.6"
-    }
+  "name": "nodejs",
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+    "test": "echo \"Error: no test specified\" && exit 1"
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+  "keywords": [],
+  "author": "",
+  "license": "ISC",
+  "dependencies": {
+    "@types/node": "^18.0.6",
+    "babel-types": "^6.26.0",
+    "babylon": "^6.18.0",
+    "node-fetch": "^3.2.6"
   }
-  
+}
\ No newline at end of file

yarn.lock

+# THIS IS AN AUTOGENERATED FILE. DO NOT EDIT THIS FILE DIRECTLY.
+# yarn lockfile v1
+
+
+"@types/node@^18.0.6":
+  version "18.16.0"
+  resolved "http://mirrors.csdn.net.cn/repository/csdn-npm-mirrors/@types/node/-/node-18.16.0.tgz#4668bc392bb6938637b47e98b1f2ed5426f33316"
+  integrity sha512-BsAaKhB+7X+H4GnSjGhJG9Qi8Tw+inU9nJDwmD5CgOmBLEI6ArdhikpLX7DjbjDRDTbqZzU2LSQNZg8WGPiSZQ==
+
+babel-runtime@^6.26.0:
+  version "6.26.0"
+  resolved "http://mirrors.csdn.net.cn/repository/csdn-npm-mirrors/babel-runtime/-/babel-runtime-6.26.0.tgz#965c7058668e82b55d7bfe04ff2337bc8b5647fe"
+  integrity sha512-ITKNuq2wKlW1fJg9sSW52eepoYgZBggvOAHC0u/CYu/qxQ9EVzThCgR69BnSXLHjy2f7SY5zaQ4yt7H9ZVxY2g==
+  dependencies:
+    core-js "^2.4.0"
+    regenerator-runtime "^0.11.0"
+
+babel-types@^6.26.0:
+  version "6.26.0"
+  resolved "http://mirrors.csdn.net.cn/repository/csdn-npm-mirrors/babel-types/-/babel-types-6.26.0.tgz#a3b073f94ab49eb6fa55cd65227a334380632497"
+  integrity sha512-zhe3V/26rCWsEZK8kZN+HaQj5yQ1CilTObixFzKW1UWjqG7618Twz6YEsCnjfg5gBcJh02DrpCkS9h98ZqDY+g==
+  dependencies:
+    babel-runtime "^6.26.0"
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+    lodash "^4.17.4"
+    to-fast-properties "^1.0.3"
+
+babylon@^6.18.0:
+  version "6.18.0"
+  resolved "http://mirrors.csdn.net.cn/repository/csdn-npm-mirrors/babylon/-/babylon-6.18.0.tgz#af2f3b88fa6f5c1e4c634d1a0f8eac4f55b395e3"
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+
+core-js@^2.4.0:
+  version "2.6.12"
+  resolved "http://mirrors.csdn.net.cn/repository/csdn-npm-mirrors/core-js/-/core-js-2.6.12.tgz#d9333dfa7b065e347cc5682219d6f690859cc2ec"
+  integrity sha512-Kb2wC0fvsWfQrgk8HU5lW6U/Lcs8+9aaYcy4ZFc6DDlo4nZ7n70dEgE5rtR0oG6ufKDUnrwfWL1mXR5ljDatrQ==
+
+data-uri-to-buffer@^4.0.0:
+  version "4.0.1"
+  resolved "http://mirrors.csdn.net.cn/repository/csdn-npm-mirrors/data-uri-to-buffer/-/data-uri-to-buffer-4.0.1.tgz#d8feb2b2881e6a4f58c2e08acfd0e2834e26222e"
+  integrity sha512-0R9ikRb668HB7QDxT1vkpuUBtqc53YyAwMwGeUFKRojY/NWKvdZ+9UYtRfGmhqNbRkTSVpMbmyhXipFFv2cb/A==
+
+esutils@^2.0.2:
+  version "2.0.3"
+  resolved "http://mirrors.csdn.net.cn/repository/csdn-npm-mirrors/esutils/-/esutils-2.0.3.tgz#74d2eb4de0b8da1293711910d50775b9b710ef64"
+  integrity sha512-kVscqXk4OCp68SZ0dkgEKVi6/8ij300KBWTJq32P/dYeWTSwK41WyTxalN1eRmA5Z9UU/LX9D7FWSmV9SAYx6g==
+
+fetch-blob@^3.1.2, fetch-blob@^3.1.4:
+  version "3.2.0"
+  resolved "http://mirrors.csdn.net.cn/repository/csdn-npm-mirrors/fetch-blob/-/fetch-blob-3.2.0.tgz#f09b8d4bbd45adc6f0c20b7e787e793e309dcce9"
+  integrity sha512-7yAQpD2UMJzLi1Dqv7qFYnPbaPx7ZfFK6PiIxQ4PfkGPyNyl2Ugx+a/umUonmKqjhM4DnfbMvdX6otXq83soQQ==
+  dependencies:
+    node-domexception "^1.0.0"
+    web-streams-polyfill "^3.0.3"
+
+formdata-polyfill@^4.0.10:
+  version "4.0.10"
+  resolved "http://mirrors.csdn.net.cn/repository/csdn-npm-mirrors/formdata-polyfill/-/formdata-polyfill-4.0.10.tgz#24807c31c9d402e002ab3d8c720144ceb8848423"
+  integrity sha512-buewHzMvYL29jdeQTVILecSaZKnt/RJWjoZCF5OW60Z67/GmSLBkOFM7qh1PI3zFNtJbaZL5eQu1vLfazOwj4g==
+  dependencies:
+    fetch-blob "^3.1.2"
+
+lodash@^4.17.4:
+  version "4.17.21"
+  resolved "http://mirrors.csdn.net.cn/repository/csdn-npm-mirrors/lodash/-/lodash-4.17.21.tgz#679591c564c3bffaae8454cf0b3df370c3d6911c"
+  integrity sha512-v2kDEe57lecTulaDIuNTPy3Ry4gLGJ6Z1O3vE1krgXZNrsQ+LFTGHVxVjcXPs17LhbZVGedAJv8XZ1tvj5FvSg==
+
+node-domexception@^1.0.0:
+  version "1.0.0"
+  resolved "http://mirrors.csdn.net.cn/repository/csdn-npm-mirrors/node-domexception/-/node-domexception-1.0.0.tgz#6888db46a1f71c0b76b3f7555016b63fe64766e5"
+  integrity sha512-/jKZoMpw0F8GRwl4/eLROPA3cfcXtLApP0QzLmUT/HuPCZWyB7IY9ZrMeKw2O/nFIqPQB3PVM9aYm0F312AXDQ==
+
+node-fetch@^3.2.6:
+  version "3.3.1"
+  resolved "http://mirrors.csdn.net.cn/repository/csdn-npm-mirrors/node-fetch/-/node-fetch-3.3.1.tgz#b3eea7b54b3a48020e46f4f88b9c5a7430d20b2e"
+  integrity sha512-cRVc/kyto/7E5shrWca1Wsea4y6tL9iYJE5FBCius3JQfb/4P4I295PfhgbJQBLTx6lATE4z+wK0rPM4VS2uow==
+  dependencies:
+    data-uri-to-buffer "^4.0.0"
+    fetch-blob "^3.1.4"
+    formdata-polyfill "^4.0.10"
+
+regenerator-runtime@^0.11.0:
+  version "0.11.1"
+  resolved "http://mirrors.csdn.net.cn/repository/csdn-npm-mirrors/regenerator-runtime/-/regenerator-runtime-0.11.1.tgz#be05ad7f9bf7d22e056f9726cee5017fbf19e2e9"
+  integrity sha512-MguG95oij0fC3QV3URf4V2SDYGJhJnJGqvIIgdECeODCT98wSWDAJ94SSuVpYQUoTcGUIL6L4yNB7j1DFFHSBg==
+
+to-fast-properties@^1.0.3:
+  version "1.0.3"
+  resolved "http://mirrors.csdn.net.cn/repository/csdn-npm-mirrors/to-fast-properties/-/to-fast-properties-1.0.3.tgz#b83571fa4d8c25b82e231b06e3a3055de4ca1a47"
+  integrity sha512-lxrWP8ejsq+7E3nNjwYmUBMAgjMTZoTI+sdBOpvNyijeDLa29LUn9QaoXAHv4+Z578hbmHHJKZknzxVtvo77og==
+
+web-streams-polyfill@^3.0.3:
+  version "3.2.1"
+  resolved "http://mirrors.csdn.net.cn/repository/csdn-npm-mirrors/web-streams-polyfill/-/web-streams-polyfill-3.2.1.tgz#71c2718c52b45fd49dbeee88634b3a60ceab42a6"
+  integrity sha512-e0MO3wdXWKrLbL0DgGnUV7WHVuw9OUvL4hjgnPkIeEvESk74gAITi5G606JtZPp39cd8HA9VQzCIvA49LpPN5Q==