深入了解JavaScript代码覆盖

它为什么是有用的?

作为一名JavaScript开发者,你可能经常发现自己处于代码覆盖可能有用的情景。例如:

对测试套件的质量感兴趣? 重构一个大型的遗留项目? 代码覆盖可以准确显示代码库中已覆盖了哪些部分。

想快速了解是否覆盖了代码库的特定部分? 代码覆盖可以显示有关应用程序的哪些部分已被执行的实时信息,而不是使用console.log进行printf-风格的调试或手动执行代码。

或者你可能正在优化速度,并想知道要关注哪些点? 执行次数可以指出关键函数和循环。

JavaScript在V8中的代码覆盖

今年早些时候,我们在V8上添加了对JavaScript代码覆盖的原生支持。5.9版本中的初始发布提供了函数粒度(显示已执行的函数)的覆盖范围,后来扩展为支持在v6.2中的块粒度覆盖(同样的,仅对于单独表达式有效)。

深入了解JavaScript代码覆盖

函数粒度(左侧)和块粒度(右侧)

对JavaScript开发者

目前访问覆盖信息有两种主要的方式。对于JavaScript开发者,Chrome DevTools的Coverage tab给出了JS (和CSS)覆盖率并在源码面板中指出了无用代码。

深入了解JavaScript代码覆盖

块覆盖coverage 在DevTools Coverage 面板中的块覆盖。覆盖的行使用绿色标注,未覆盖的行则使用红色。

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基于V8覆盖数据的Istanbul.js报告

给嵌入式

嵌入式及框架作者可以通过直接hook到Inspector API上获得更大的灵活性。V8提供两种不同的覆盖模式:

1.尽力覆盖模式下收集覆盖信息,确保在运行时对性能的影响最小,但可能会丢失已被垃圾回收(GC)函数的数据。

2.精确覆盖确保不会因为GC而丢失任何数据,用户可以选择接收执行计数而不是二进制覆盖信息;但性能可能会受此额外开销的影响(有关详细信息,请参阅下一节)。精准覆盖可以按函数或块粒度收集信息。

精准覆盖的Inspector API如下:

Profiler.startPreciseCoverage(callCount, detailed) 使能覆盖信息收集,可选调用次数(vs.二进制覆盖)以及块粒度(vs. 函数粒度);

Profiler.takePreciseCoverage() 返回已收集的覆盖信息,其中包含源码范围列表以及相关的执行次数;

Profiler.stopPreciseCoverage() 禁用收集并释放相关数据结构。

Inspector协议间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,尽力覆盖可以使用 Profiler.getBestEffortCoverage() 。

幕后细节

如上一节所述,V8支持两种主要的代码覆盖模式:尽力和精确覆盖。欲了解他们实现概述,请继续阅读。

尽力覆盖

尽力和精确覆盖模式都大量重用其它的V8机制,其中首数被称为调用计数器的机制。每次通过V8的Ignition解释器调用函数时,我们都会在函数的反馈向量上增加其调用计数器。随着函数后来变得愈加频繁并通过优化编译器做了提升,这个计数器用于帮助辅助关于内联函数的内联决策;现在,我们也依靠它报告代码覆盖情况。

第二种重用机制确立了函数的源码范围。报告代码覆盖时,调用计数需要与源文件中的相关范围作关联。例如,在下面的示例中,我们不仅需要报告函数f已经执行了一次,还包含f的源码范围从第1行开始到第3行结束。

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

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