又一次我们是幸运的,我们能够重用 V8 中的现有信息。由于 Function.prototype.toString 需要知道函数在原文件中的位置以提取适当的子字符串,函数已经知道它们在源代码中的起始位置和结束位置。
在收集到最优的覆盖范围时,这两种机制简单地结合在一起:首先,我们通过遍历整个堆来找到所有存活的函数。对于每个可见的函数,我们报告调用次数(存储在反馈向量中,我们可以从函数中访问)和源范围(方便存储在函数本身)。
请注意,由于无论是否启用 coverage,都会维护调用计数,因此尽力服务的覆盖不会引入任何运行时开销。它也不使用专用的数据结构,因此既不需要显式启用也无需显式禁用。
那么为什么这种模式称为尽力服务(best-effort)呢,它的局限性是什么? 超出范围的函数可能会被垃圾回收器释放掉。这意味着相关的调用计数将会丢失,事实上我们完全忘记了这些函数曾经存在过。 因此“尽力服务”:即使我们尽力了,所收集的覆盖信息也可能不完整。
精准覆盖 (函数粒度)
与尽力服务模式相比,精确覆盖可确保所提供的覆盖信息是完整的。为实现这一目标,我们会在启用精准覆盖后将所有反馈向量添加到V8的根参考集中,从而阻止GC对其进行回收。虽然这确保了信息无丢失,但它通过人为地保持对象存活增加内存开销。
精准覆盖模式还可以提供执行计数。这为精准覆盖实施增加了另一个窍门。回想一下,每次通过V的解释器调用函数时,调用计数器都会递增,并且一旦函数访问频率过高,这些函数就可以升级并进行优化。 但优化的函数不再增加其调用计数器,因此必须禁用优化编译器,以使其报告的执行次数保持准确。
精准覆盖(块粒度)
块粒度覆盖必须报告准确到独立表达式层级的覆盖范围。例如,在下面的一段代码中,块覆盖可以检测到条件表达式的else分支: c从不执行,而函数粒度覆盖只会知道函数 f(作为一个整体)被覆盖了。
function f(a) { return a ? b : c; } f(true);
你可能从前面的部分想起我们已经在 V8 中提供了函数调用次数和源码范围。不幸的是,这不适合块覆盖的场景,我们必须实现新的机制来收集执行次数和它们相应的源码范围。
第一个方面是源码范围:假设我们拥有一个特定块的执行计数,我们如何将它们映射到源代码的一部分呢? 为此,我们需要在解析源文件时收集相关位置信息。在块覆盖之前,V8已经在某种程度上做到了这一点。一个示例是由如上所述的Function.prototype.toString而触发的函数范围的收集。
另一个例子是用于构造Error对象的回溯的源码位置。但这些都不足以支持块覆盖; 前者仅适用于函数,而后者仅保存位置信息(例如if-else语句的if标记的位置),而不是源码范围。
因此,我们必须扩展解析器以收集源码范围。为了演示,假设我们正在使用if-else语句:
if (cond) { /* Then branch. */ } else { /* Else branch. */ }
当启用块覆盖时,我们收集 then 和 else 分支的源码范围,并将它们与已解析的 IfStatement AST 节点相关联。其他相关语言结构也是如此处理。
在解析过程中收集完源码范围集之后,第二个方面是在运行时跟踪执行计数。 这是通过在生成的字节码数组的关键位置插入新的专用 IncBlockCounter 字节码来完成的。在运行时,IncBlockCounter 字节码处理程序只是增加对应的计数器接口(可通过函数对象访问)。
在 if-else 语句的上述示例中,这样的字节码将被插入在三个位置:紧接在 then 分支的主体之前,在 else 分支的主体之前,紧接在 if-else 语句之后(由于分支内可能存在非本地控制,因此需要连续的计数器)。
最后,报告块粒度覆盖与函数粒度报告类似。但除了调用计数(来自反馈向量)之外,我们现在还报告了感兴趣的源范围的集合以及它们的块计数(存储在挂起该函数的辅助数据结构中)。