JavaScript 代码覆盖 已翻译 100%

ismdeep 投递于 2017/12/14 08:54 (共 13 段, 翻译完成于 11-06)
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代码覆盖提供有关是否以及可选地应用程序的某些部分被执行的频率的信息。它通常用于判定一个测试套件执行特定代码库的全面程度。

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。

Tocy
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翻译于 10/10 11:56
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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)。

函数粒度(左侧)和块粒度(右侧)

Tocy
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翻译于 10/10 10:58
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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。

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。

感谢Benjamin Coe,目前正在将V8代码覆盖信息集成到流行的Istanbul.js代码覆盖工具上。

基于V8覆盖数据的Istanbul.js报告

Tocy
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翻译于 10/10 11:17
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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:

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() 

Tocy
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翻译于 11/02 09:53
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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();
Tocy
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翻译于 10/31 17:46
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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)。

Tocy
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翻译于 10/15 09:58
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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。

Tocy
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翻译于 10/15 15:49
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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。

Tocy
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翻译于 10/23 11:53
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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。

Tocy
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翻译于 10/15 16:23
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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. */
}
Tocy
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翻译于 10/24 10:00
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