Facebook 开源 JavaScript 代码优化工具 Prepack

5月4日，facebook开源团队技术作者joel marcey在hacker news社区发布一则《prepack帮助提高javascript代码的效率》，引起了社区的广泛讨论。

官方宣称prepack是一个优化javascript源代码的工具，实际上它是一个javascript的部分求值器（partial evaluator），可在编译时执行原本在运行时的计算过程，并通过重写javascript代码来提高其执行效率。prepack用简单的赋值序列来等效替换javascript代码包中的全局代码，从而消除了中间计算过程以及对象分配的操作。对于重初始化的代码，prepack可以有效缓存javascript解析的结果，优化效果最佳。

以下五个概念可以帮助你更好地理解prepack的运行机制：

抽象语法树（ast）prepack运行在ast级别，使用babel解析并生成javascript源代码。

具体执行（concrete execution）prepack的核心是一个javascript解释器，它与ecmascript 5几乎完全兼容，而且紧密地保持与ecmascript 2016语言规范的一致性，你可以将prepack中的解释器视为完全参照javascript实现的。解释器能够跟踪并撤销包括所有对象mutation在内的结果，从而能够进行推测优化（speculative optimization）。

符号执行（symbolic execution）除了对具体值进行计算外，prepack的解释器还可以操作受环境相互作用影响的抽象值。例如date.now可以返回一个抽象值，你可以通过helper辅助函数（如__abstract()）手动注入抽象值。prepack会跟踪所有在抽象值上执行的操作，在遇到分支时，prepack会执行并探索所有可能性。所以，prepack实现了一套javascript的符号执行引擎。

抽象释义（abstract interpretation）符号执行在遇到抽象值的分支时会分叉（fork），prepack会在控制流合并点加入分歧执行（diverged execution）来实现抽象释义的形式。连接变量和堆属性可能会得到条件抽象值，prepack会跟踪有关抽象值和型域（type domain）的信息。

堆序列化（heap serialization）当全局代码返回，初始化阶段结束时，prepack捕获最终的堆并按顺序排列堆栈，生成直观的javascript新代码，创建并链接初始化堆中可访问的所有对象。堆中的一些值可能是抽象值的计算结果，对于这些值，prepack将生成原始程序完成计算所执行的代码。

以下是官方提供的prepack优化示例：

prepack团队对未来的规划如下：

短期

稳定现有功能集，用于预优化(prepack）react native代码包

集成react native工具链

根据react native所用模块系统的假设来构建优化

中期

进一步优化序列化（serialization），包括：消除不暴露特性（identity）的对象；消除未使用的导出属性，等等

预优化每个函数、基本代码块、语句、表达式

与es6保持完全一致

支持广泛的模块系统

假设es6支持某些功能，延迟完成或直接忽略polyfill应用

进一步实现web和node.js环境中的兼容性目标

深入集成javascript虚拟机，改进堆反序列化过程，包括 ：暴露“对象懒初始化”的概念 - 以一种javascript无感知的方式，在首次使用对象时对其进行初始化；通过专门的字节码提高普通对象创建的编码效率；将代码分为两个阶段：1) 非环境依赖阶段，虚拟机可以安全地捕获并恢复生成的堆；2)环境依赖阶段，通过从环境中获得的值执行所有剩余的计算过程来拼凑具体的堆，等等

总结循环和递归

长期 - 利用prepack作为一个平台

javascript playground - 通过调整javascript引擎体验javascript特性，这些引擎由javascript所编写，托管在浏览器中；你可以把它想象成一个“babel虚拟机”，实现了不能被编译的javascript新特性

捉bug - 发现异常崩溃、执行问题……

效果分析，例如检测模块工厂函数可能的副作用或强制纯净注释

类型分析

信息流分析

调用图推理，允许内联和代码索引

自动测试生成，利用符号执行的特性与约束求解器（constraint solver）结合来计算执行不同执行路径的输入

智能模糊(smart fuzzing）

javascript沙盒 - 以不可观察的方式有效地测试javascript代码

目前prepack仍处于早期开发阶段，尚未准备好在生产环境中使用，官方建议仅尝试使用，并欢迎提供反馈以帮助修复错误。