Ruby脚本解释流程

Ruby提供了ripper这个工具，我们可利用此工具分析ruby代码，方便定位性能问题。 以下内容都是以如下代码为例:

x > 100 ? 'foo' : 'bar'

Ruby在执行程序前会将代码转化为更加结构化的语句

第一步：将代码切分为一个一个的词条

ripper的tokenize的方法可以将代码转化为词条数组

require 'ripper'  require 'pp'  p Ripper.tokenize(x > 1 ? 'foo' : 'bar')

以上程序执行结果如下:

[x, , >, , 1, , ?, , ', foo, ', , :, , ', bar, ']

大家可以看到代码只是被分割成一个个词条，这里还不会去判断语法正确性

第二步:词法解析

第一步完成后，接下来就是词法解析，这一步会对每一个词条加上一些附加信息

require 'ripper' require 'pp'  pp Ripper.lex(x > 100 ? 'foo' : 'bar')

以上程序执行结果如下:

[[[1, 0], :on_ident, x],  [[1, 1], :on_sp,  ], [[1, 2], :on_op, >],  [[1, 3], :on_sp,  ], [[1, 4], :on_int, 100], [[1, 7], :on_sp,  ], [[1, 8], :on_op, ?], [[1, 9], :on_sp,  ], [[1, 10], :on_tstring_beg, '], [[1, 11], :on_tstring_content, foo], [[1, 14], :on_tstring_end, '], [[1, 15], :on_sp,  ], [[1, 16], :on_op, :], [[1, 17], :on_sp,  ], [[1, 18], :on_tstring_beg, '], [[1, 19], :on_tstring_content, bar], [[1, 22], :on_tstring_end, ']]

大家可以看到，词条解析这一步中，ruby会为每一个词条打上标签，如表示变量的on_ident、 表示操作符的on_op等等，至于每一行的数组，其实是表示词条所在词条数组的位置，这里词 条数组中每一个元素都是一个字符，“100”有3个字符‘1’、‘0’、‘0’所以[1,4]~[1.6]都是用来存放 100的，bar、foo同理。

第三步:转化为抽象语法树

经过第二步，代码已经解析为可操作的词条了，接下来ruby会将这些词条转化为抽象语法树(AST)，这里我们使用sexp方式来模拟

require 'ripper' require 'pp'  pp Ripper.sexp(x > 100 ? 'foo' : 'bar')

以上代码输出如下:

[:program,
[[:ifop,
[:binary, [:vcall, [:@ident, x, [1, 0]]], :>, [:@int, 100, [1, 4]]], [:string_literal, [:string_content, [:@tstring_content, foo, [1, 11]]]], [:string_literal, [:string_content, [:@tstring_content, bar, [1, 19]]]]]]]

这部分我们对照的源码去看，也是很容易理解的。

第四步：编译字节码

在ruby2.0以后，代码被解析成AST后，还会在编译成字节码，在编译过程中会进行语法检查， 语法错误则编译不通过，编译完成后才能执行，在这里我们使用 RubyVM::InstructionSequence来窥探下其中的奥秘 

puts RubyVM::InstructionSequence.compile(x > 100 ? 'foo' : 'bar').disassemble

程序输出如下:

== disasm: <RubyVM::InstructionSequence:<compiled>@<compiled>>========== 0000 trace 1 ( 1) 0002 putself 0003 opt_send_simple <callinfo!mid:x, argc:0, FCALL|VCALL|ARGS_SKIP> 0005 putobject 100 0007 opt_gt <callinfo!mid:>, argc:1, ARGS_SKIP> 0009 branchunless 15 0011 putstring foo 0013 leave 0014 pop 0015 putstring bar 0017 leave

这段输出可以这样理解

  1. 将self入栈
  2. 调用self的x方法
  3. 将100入栈
  4. 进行x>100的比较
  5. 如果为false，跳转至0015，返回‘bar’
  6. 如果为true 返回‘foo’

第五步：执行编译后的字节码