ES6 系列之 Babel 将 Generator 编译成了什么样子
前言
本文就是简单介绍下 Generator 语法编译后的代码。
Generator
function* helloWorldGenerator() {
yield 'hello';
yield 'world';
return 'ending';
}我们打印下执行的结果：
var hw = helloWorldGenerator();
console.log(hw.next()); // {value: "hello", done: false}
console.log(hw.next()); // {value: "world", done: false}
console.log(hw.next()); // {value: "ending", done: true}
console.log(hw.next()); // {value: undefined, done: true}Babel
具体的执行过程就不说了，我们直接在 Babel 官网的 Try it out 粘贴上述代码，然后查看代码被编译成了什么样子：
/**
* 我们就称呼这个版本为简单编译版本吧
*/
var _marked = /*#__PURE__*/ regeneratorRuntime.mark(helloWorldGenerator);
function helloWorldGenerator() {
return regeneratorRuntime.wrap(
function helloWorldGenerator$(_context) {
while (1) {
switch ((_context.prev = _context.next)) {
case 0:
_context.next = 2;
return "hello";
case 2:
_context.next = 4;
return "world";
case 4:
return _context.abrupt("return", "ending");
case 5:
case "end":
return _context.stop();
}
}
},
_marked,
this
);
}猛一看，好像编译后的代码还蛮少的，但是细细一看，编译后的代码肯定是不能用的呀，regeneratorRuntime 是个什么鬼？哪里有声明呀？mark 和 wrap 方法又都做了什么？
难道就不能编译一个完整可用的代码吗？
regenerator
如果你想看到完整可用的代码，你可以使用 regenerator，这是 facebook 下的一个工具，用于编译 ES6 的 generator 函数。
我们先安装一下 regenerator：
npm install -g regenerator
然后新建一个 generator.js 文件，里面的代码就是文章最一开始的代码，我们执行命令：
regenerator --include-runtime generator.js > generator-es5.js
我们就可以在 generator-es5.js 文件看到编译后的完整可用的代码。
而这一编译就编译了 700 多行…… 编译后的代码可以查看 generator-es5.js
总之编译后的代码还蛮复杂，我们可以从中抽离出大致的逻辑，至少让简单编译的那段代码能够跑起来。
mark 函数
简单编译后的代码第一段是这样的：
var _marked = /*#__PURE__*/ regeneratorRuntime.mark(helloWorldGenerator);
我们查看完整编译版本中 mark 函数的源码：
runtime.mark = function(genFun) {
genFun.__proto__ = GeneratorFunctionPrototype;
genFun.prototype = Object.create(Gp);
return genFun;
};这其中又涉及了 GeneratorFunctionPrototype 和 Gp 变量，我们也查看下对应的代码：
function Generator() {}
function GeneratorFunction() {}
function GeneratorFunctionPrototype() {}
...
var Gp = GeneratorFunctionPrototype.prototype =
Generator.prototype = Object.create(IteratorPrototype);
GeneratorFunction.prototype = Gp.constructor = GeneratorFunctionPrototype;
GeneratorFunctionPrototype.constructor = GeneratorFunction;
GeneratorFunctionPrototype[toStringTagSymbol] =
GeneratorFunction.displayName = "GeneratorFunction";这段代码构建了一堆看起来很复杂的关系链，其实这是参照着 ES6 规范构建的关系链:
图中 +@@toStringTag:s = 'Generator' 的就是 Gp，+@@toStringTag:s = 'GeneratorFunction' 的就是 GeneratorFunctionPrototype。
构建关系链的目的在于判断关系的时候能够跟原生的保持一致，就比如：
function* f() {}
var g = f();
console.log(g.__proto__ === f.prototype); // true
console.log(g.__proto__.__proto__ === f.__proto__.prototype); // true为了简化起见，我们可以把 Gp 先设置为一个空对象，不过正如你在上图中看到的，next()、 throw()、return() 函数都是挂载在 Gp 对象上，实际上，在完整的编译代码中，确实有为 Gp 添加这三个函数的方法：
// 117 行
function defineIteratorMethods(prototype) {
["next", "throw", "return"].forEach(function(method) {
prototype[method] = function(arg) {
return this._invoke(method, arg);
};
});
}
// 406 行
defineIteratorMethods(Gp);为了简单起见，我们将整个 mark 函数简化为：
runtime.mark = function(genFun) {
var generator = Object.create({
next: function(arg) {
return this._invoke('next', arg)
}
});
genFun.prototype = generator;
return genFun;
};wrap 函数
除了设置关系链之外，mark 函数的返回值 genFun 还作为了 wrap 函数的第二个参数传入：
function helloWorldGenerator() {
return regeneratorRuntime.wrap(
function helloWorldGenerator$(_context) {
...
},
_marked,
this
);
}我们再看下 wrap 函数：
function wrap(innerFn, outerFn, self) {
var generator = Object.create(outerFn.prototype);
var context = new Context([]);
generator._invoke = makeInvokeMethod(innerFn, self, context);
return generator;
}所以当执行 var hw = helloWorldGenerator(); 的时候，其实执行的是 wrap 函数，wrap 函数返回了 generator，generator 是一个对象，原型是 outerFn.prototype, outerFn.prototype 其实就是 genFun.prototype， genFun.prototype 是一个空对象，原型上有 next() 方法。
所以当你执行 hw.next() 的时候，执行的其实是 hw 原型的原型上的 next 函数，next 函数执行的又是 hw 的 _invoke 函数：
generator._invoke = makeInvokeMethod(innerFn, self, context);
innerFn 就是 wrap 包裹的那个函数，其实就是 helloWordGenerato$ 函数，呐，就是这个函数：
function helloWorldGenerator$(_context) {
while (1) {
switch ((_context.prev = _context.next)) {
case 0:
_context.next = 2;
return "hello";
case 2:
_context.next = 4;
return "world";
case 4:
return _context.abrupt("return", "ending");
case 5:
case "end":
return _context.stop();
}
}
}而 context 你可以直接理解为这样一个全局对象：
var ContinueSentinel = {};
var context = {
done: false,
method: "next",
next: 0,
prev: 0,
abrupt: function(type, arg) {
var record = {};
record.type = type;
record.arg = arg;
return this.complete(record);
},
complete: function(record, afterLoc) {
if (record.type === "return") {
this.rval = this.arg = record.arg;
this.method = "return";
this.next = "end";
}
return ContinueSentinel;
},
stop: function() {
this.done = true;
return this.rval;
}
};每次 hw.next 的时候，就会修改 next 和 prev 属性的值，当在 generator 函数中 return 的时候会执行 abrupt，abrupt 中又会执行 complete，执行完 complete，因为 this.next = end 的缘故，再执行就会执行 stop 函数。
我们来看下 makeInvokeMethod 函数：
var ContinueSentinel = {};
function makeInvokeMethod(innerFn, self, context) {
var state = 'start';
return function invoke(method, arg) {
if (state === 'completed') {
return { value: undefined, done: true };
}
context.method = method;
context.arg = arg;
while (true) {
state = 'executing';
var record = {
type: 'normal',
arg: innerFn.call(self, context)
};
if (record.type === "normal") {
state = context.done
? 'completed'
: 'yield';
if (record.arg === ContinueSentinel) {
continue;
}
return {
value: record.arg,
done: context.done
};
}
}
};
}基本的执行过程就不分析了，我们重点看第三次执行 hw.next() 的时候:
第三次执行 hw.next() 的时候，其实执行了
this._invoke("next", undefined);我们在 invoke 函数中构建了一个 record 对象：
var record = {
type: "normal",
arg: innerFn.call(self, context)
};而在 innerFn.call(self, context) 中，因为 _context.next 为 4 的缘故，其实执行了:
_context.abrupt("return", 'ending');而在 abrupt 中，我们又构建了一个 record 对象：
var record = {};
record.type = 'return';
record.arg = 'ending';然后执行了 this.complete(record)，
在 complete 中，因为 record.type === "return"
this.rval = 'ending'; this.method = "return"; this.next = "end";
然后返回了全局对象 ContinueSentinel，其实就是一个全局空对象。
然后在 invoke 函数中，因为 record.arg === ContinueSentinel 的缘故，没有执行后面的 return 语句，就直接进入下一个循环。
于是又执行了一遍 innerFn.call(self, context)，此时 _context.next 为 end, 执行了 _context.stop(), 在 stop 函数中：
this.done = true; return this.rval; // this.rval 其实就是 `ending`
所以最终返回的值为:
{
value: 'ending',
done: true
};之后，我们再执行 hw.next() 的时候，因为 state 已经是 'completed' 的缘故，直接就返回 { value: undefined, done: true}
不完整但可用的源码
当然这个过程，看文字理解起来可能有些难度，不完整但可用的代码如下，你可以断点调试查看具体的过程：
(function() {
var ContinueSentinel = {};
var mark = function(genFun) {
var generator = Object.create({
next: function(arg) {
return this._invoke("next", arg);
}
});
genFun.prototype = generator;
return genFun;
};
function wrap(innerFn, outerFn, self) {
var generator = Object.create(outerFn.prototype);
var context = {
done: false,
method: "next",
next: 0,
prev: 0,
abrupt: function(type, arg) {
var record = {};
record.type = type;
record.arg = arg;
return this.complete(record);
},
complete: function(record, afterLoc) {
if (record.type === "return") {
this.rval = this.arg = record.arg;
this.method = "return";
this.next = "end";
}
return ContinueSentinel;
},
stop: function() {
this.done = true;
return this.rval;
}
};
generator._invoke = makeInvokeMethod(innerFn, context);
return generator;
}
function makeInvokeMethod(innerFn, context) {
var state = "start";
return function invoke(method, arg) {
if (state === "completed") {
return { value: undefined, done: true };
}
context.method = method;
context.arg = arg;
while (true) {
state = "executing";
var record = {
type: "normal",
arg: innerFn.call(self, context)
};
if (record.type === "normal") {
state = context.done ? "completed" : "yield";
if (record.arg === ContinueSentinel) {
continue;
}
return {
value: record.arg,
done: context.done
};
}
}
};
}
window.regeneratorRuntime = {};
regeneratorRuntime.wrap = wrap;
regeneratorRuntime.mark = mark;
})();
var _marked = regeneratorRuntime.mark(helloWorldGenerator);
function helloWorldGenerator() {
return regeneratorRuntime.wrap(
function helloWorldGenerator$(_context) {
while (1) {
switch ((_context.prev = _context.next)) {
case 0:
_context.next = 2;
return "hello";
case 2:
_context.next = 4;
return "world";
case 4:
return _context.abrupt("return", "ending");
case 5:
case "end":
return _context.stop();
}
}
},
_marked,
this
);
}
var hw = helloWorldGenerator();
console.log(hw.next());
console.log(hw.next());
console.log(hw.next());
console.log(hw.next());ES6 系列
ES6 系列目录地址：https://github.com/mqyqingfeng/Blog
ES6 系列预计写二十篇左右，旨在加深 ES6 部分知识点的理解，重点讲解块级作用域、标签模板、箭头函数、Symbol、Set、Map 以及 Promise 的模拟实现、模块加载方案、异步处理等内容。
如果有错误或者不严谨的地方，请务必给予指正，十分感谢。如果喜欢或者有所启发，欢迎 star，对作者也是一种鼓励。
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本文作者：冴羽
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