Google Closure Compiler 高級模式及更多思考

　本文將詳細介紹 CC 的高級模式部分，更重要的是，闡述 CC 高級模式背後的思考
$ ?, r. j& X0 O) d+ F+ I　　CC 是真正的編譯器
( j+ m4 t  W; _3 i& w　　Closure Compiler 和 YUICompressor 並不是同類產品，雖然 CC 和 YC 同樣產出壓縮後的 JS 文件，但是 YC 只做了詞法上的掃瞄，而 CC 並不只是一個 compressor 那麼簡單，器如其名，它是一個compiler。
　　對於一個 compiler，一般地，它需要做到：
檢查源文本中語法、語義、語用上的錯誤；
根據分析產出物（符號表、語法樹等）產出目標 / 中間代碼；
7 U$ d7 d! u9 k7 `' h8 U7 Q! e0 Z優化。
: H5 C+ Z- F+ Q2 _- T/ @9 y! p　　代碼錯誤一般來自三個方面：
語法（Syntax）
表示構成語言句子的各個記號之間的組合規律。大體上，parser / interpreter 在詞法分析和語法分析階段，產生符號表、語法樹等分析產出物，具體見編譯原理教科書……
* q& y6 W% P/ T! I語法上的錯誤，如：
) i, }/ Z7 m- _$ z$ H2 T9 X$ mdoSomething(;) // SyntaxError: Unexpected token ;
! K: x8 o0 {" Q/ U, y+ r. q% }根據語法規則，在非 for 語句中的 ; 意義是分隔符，而分隔符前的 ( 並沒有配對)，因此報錯。
語義（Semantics）
* Z; l) H. D4 }3 [- G表示各個記號的特定含義（各個記號和記號所表示的對象之間的關係）。compiler 需要根據語義分析產出中間代碼，對於不產生中間代碼的語言如 JS，則在運行時的解釋期間指出錯誤。
語義上的錯誤，如：
- p- \8 ]2 i' i: P0 = {}; // ReferenceError: Invalid left-hand side in assignment
根據賦值運算符 = 的意義，左操作數不能為字面量，所以雖然這個賦值語句包含了必需的左操作數、運算符、右操作數，仍然出錯。
語用（Pragmatics）
表示在各個記號所出現的行為中，它們的來源、使用和影響。
語用上的錯誤，如：
( K8 ~5 Q, Y. x7 `doSomething(); // ReferenceError: doSomething is not defined
在這裡直接調用了一個未定義的函數，導致出錯。在一些其他場景中，雖然程序運行正確無誤，但是仍然可以優化（這種優化並不是技巧上的），比如：
5 E3 ?# L  z& s1 }function doSomethingElse() {}(function() { return; doSomethingElse(); // No Exception but Redundant: Unreachable code})();
: v  E! @: H. h( H8 \　　在這裡，doSomethingElse 函數之前由於有 return，因此這個函數調用將永遠不能執行，這種冗余代碼對整個程序來說毫無用處，可以去掉。
/ F2 X1 s' D$ ?6 n" n+ I　　對於 Closure Compiler 來說，它處理的對象是 js，不需要產生其他中間代碼或彙編代碼 / 機器碼，因此輸出的還是 js，但是是經過分析的、優化後的 js；另外，它也可以選擇輸出 parse tree（使用–print_tree 參數），所以，CC 的確完成了一個編譯器需要實現的功能。
　　CC 功能概述
7 ~( m5 `0 F2 U" d　　在詳細討論 CC 的高級模式前，還是簡明介紹一下功能體系。
　　編譯級別
　　CC 的 compilation_level 包括三個級別：
) m& e* u9 e7 H" ~, _- WWHITESPACE_ONLY
只刪除空白、註釋。
SIMPLE_OPTIMIZATIONS
% d/ ^4 p, \! h在 WHITESPACE_ONLY 基礎上將局部變量和參數轉成短名稱。
9 D! x* j3 Y. R. a2 D% MADVANCED_OPTIMIZATIONS
更加激進的重命名、移除垃圾代碼、內聯函數。
　　可以看到，SIMPLE_OPTIMIZATIONS 級別的 CC，和 YC 無異，沒做什麼真正的編譯工作，所以說，使用了高級模式的 CC 才是四肢健全的 CC 。
　　約束條件
　　使用 CC 有一定約束條件，這影響到我們的編碼風格：
WHITESPACE_ONLY
不認可 JS 1.5 以上版本的語言特性
8 x+ l/ t- E2 ^5 Q, S) }, c" m6 s不保留註釋
3 G9 L6 N1 S! q. n  l2 M& j+ tSIMPLE_OPTIMIZATIONS
完全禁用 with 和 eval
# s5 s2 n9 w. O+ U, ?字符串中引用的函數名 / 參數名不會改動（CC 不改動所有字符串）
ADVANCED_OPTIMIZATIONS 模式下的約束放到下文詳述
　　註解
　　Annotations 也是 CC 的重要組成部分，使用 JSDoc 風格，用以輔助高級模式下的編譯，下文詳述。
2 N. A/ I2 n" t9 A, A0 a# Z　　使用 CC 高級模式
　　在 CC 下，啟用高級模式的方法是加入參數 --compilation_level ADVANCED_OPTIMIZATION。
　　作為一個 compiler，CC 的高級模式下，額外的優化政策是：
更激進的重命名，如 obj.property 改為 a.b，將深度過高的命名空間平坦化等；
移除垃圾代碼，如刪除未被調用的方法定義，警告邏輯死角（return 後的語句等）；
將函數內聯，如 a call b, b call c，a()，那麼直接執行 c()。
　　要達到高級模式的預期優化效果，開發者必須對自己做一些約束，因為 js 是弱類型、動態性的。否則
js 的這種靈活將使 compiler 無能為力。
- Z: a3 V- z* X+ q5 y　　總體上，這種約束包括限定某些 js 編碼風格，以及使用相應的 JSDoc 註解。
! x  H% `8 _# z　　以下詳述具體的約束以及代碼的檢查 / 優化效果：
2 |9 p$ {9 u6 \* `: }; d9 V1 L" \　　強類型的模擬
@param 和 @type 中定義的類型會在編譯期間得到檢查，同樣避免了在運行時檢查，提高性能。
@const 標記常量，當常量被寫時會報錯。
, [3 |( A# t+ @% `模擬枚舉，將同類可枚舉常量定義為一個對像字面量，使用 @enum 標記：
var STATUS = { LOADING: 3, COMPLETE: 4};
9 k# y2 j! U7 ?/ n編譯結果中 STATUS.LOADING 會被直接替換為 3，其實完全模擬了 C 等語言中的枚舉。
使用 @constructor 標注函數為構造器，它僅能被實例化，而不可用作普通方法，甚至是工廠方法，CC 會確保構造器被合法使用，否則報錯。這樣確保開發者不必在運行時判斷，構造器函數到底以怎樣的形式被調用。
在表達式中也可以使用 @type 來限定類型，這對於 JSON 特別有用，如
var data = /** @type {UserModel} */({ firstName : 'foo', lastName : 'bar'});
在這裡 UserModel 是個構造器，也可以使用 @typedef 來自定義複雜的數據類型。
　　域可見性的模擬
! ]$ l# F" S0 z" f) S& y使用 @private 標注私有域，私有域被外部引用會報錯。開發者也可以按照「國際慣例」給私有域加上_ 前綴或後綴，以提醒自己 / 協作者這是一個私有域，@private 註解用來告訴 CC；這樣，開發者可以不必使用諸如老道的「模塊模式」等技巧來真正地隱藏私有變量，將檢查工作丟給CC，讓開發盡可能樸實簡單。
類似有 @protect
　　類系統的模擬
2 W8 \8 D( w" Z( l0 f2 r6 d' v使用 @extends 標注繼承關係，繼承體系會被優化。
使用 @interface 標注接口，接口是類似 function ThisIsAInterface(obj) {}的函數體為空的構造器定義，編譯後將移除其相關代碼。同時，標注 @implements 的構造器必須實現implemented 的接口的所有方法（正如其他 OO 語言一樣），否則，CC 報錯。這同樣簡化了接口 / 實現的約束，靠 CC 來保證實現關係的可靠性。
　　條件編譯的模擬
使用 @define 標記狀態開關，適用於調試 logger 等 開發 / 發佈 狀態需要分離的模式。
2 K; F& Z1 x; y& K, O& k可以在編譯時指定參數來標識 define 參數的狀態。這其實就是一個條件編譯，真給力……
5 }8 @& F( c& L! {　　對像平坦化及屬性名縮減
/ A1 s# I! r4 y5 B0 D1 {. m對像屬性會被編譯為單變量，比如 foo.bar to foo$bar，這種標記方法看起來很像 java 中被編譯出來的內部類~~之後 foo$bar 被進一步縮短。對像之所以能被平坦化是因為在 js 中對象可以看做是一群引用 / 原始數據類型的容器。
' K- e) Q$ l1 |但是，js 對像實際上更複雜，所以被平坦化後會帶來一些副作用，比如如果在對像（字面量）中使用 this 指針，則編譯後的結果會導致 this 指向錯誤。所以 Google 建議僅在 constructor 和 prototype methods 中使用 this，這意味著，在所謂類單例（對像字面量）和類的靜態方法（綁定到constructor 上的函數）中都避免使用 this 指針。
  m* b: B* u4 f6 X  y9 u, ^在縮減對像屬性 / 方法的名稱長度時，有另外一個注意點，那就是必須始終使用 dot syntax（.運算符），而不使用 quoted string（[] 運算符），除非索引名是一個變量。這是因為 CC 始終不處理字符串中的內容，所以，var o = { longName: 0 }; o["longName"] 會被翻譯為var a = { b: 0 }; a["longName"] 導致出錯。實在想使用 quoted string，則在定義的時候也要使用 quoted string。
對於全局變量，如果出現以 window.property 的形式引用的，必須始終定義為 window.porperty 形式：
! m% [# \9 Y) a6 ~, ?# B0 C! A. {& \) }window.property = 1;var property = 1; // wrong!
否則也會杯具，CC 可不會 window.property 翻譯為 window.a。
　　垃圾代碼的移除
+ O' q5 m- t/ w1 e" M3 t! ]" J一個函數聲明卻未被調用時，默認地，聲明體將被幹掉。
5 a9 d1 j# j% O8 C# a4 r( f7 u在這種機制下，如果一個方法是以 for in 的形式調用的，那麼原方法也會被幹掉，因為這種動態特徵使得 CC 無法清楚方法是否確實在 for in 的時候被調用了。
. J. d, ~; n+ D+ I6 _對於一些 unreachable 的代碼，CC 將報警告。
如果要產出一份被調用的公共接口，例如庫，使用稱作 export 的方法將函數導出，防止函數定義被
CC 回收。具體的做法是將函數綁定到某個容器，比如：
function displayNoteTitle(note) { alert(note['myTitle']);}// Store the function in a global property referenced by a string:window['displayNoteTitle'] = displayNoteTitle;
對於需要 export 的函數，均使用 quoted string 風格。
　　背後的思考
　　根據以上高級模式優化的行為分析可知，CC 附加給開發者的約束主要有：
強制以強類型的靜態語言風格編寫 js，將關注點從運行時的動態技巧轉移到組織代碼、編寫邏輯
本身。而可能由弱類型系統和動態特徵產生的問題和風險則交給 CC，即通過開發者與 CC 達成一種
( Q2 S8 A+ u* M+ ?+ X編碼約定而規避掉。
嚴格要求區分面向開發者的代碼和面向機器的代碼。
雖然不像 C 等語言會編譯產生目標代碼，但是 CC 在一定程度上也生成了面向機器的 js，包括壓縮空白、縮減標識符、條件編譯和冗余代碼去除。這和第一點其實是一脈相承的，同樣要求開發者將關注點轉移到開發本身。
7 b4 C" Q1 f! O1 S) C+ \  _4 s7 e使用規範化的接口方式。
這不僅包括要求開發者使用恰當的 annotation（extend, interface, …），同時也給整個 OO-JS 打下了一個框架，開發者必須使用同樣的模式進行 OO 編碼。另外，要求使用 export 技術統一導出公共接口更強化了這一點。總之，這一點進一步限定了開發者的編碼風格，但是帶來的好處是明顯的：可讀、可控、一致性。
" U+ u: A5 z/ g2 Q　　曾經有讀過 Closure Library 源碼的童鞋評論道：
Google 根本不懂怎麼寫 javascript！代碼裡面各種冗余，並且充滿了 java 的味道！
　　當時確實也有這種感覺，比如 Google 把 if(foo) 寫作 if(foo != undefined) 等等。
　　Javascript 固然充滿了豐富的動態特徵，而且很多特性非常優雅，能夠讓代碼簡潔精悍，或者構造出一些
令人驚歎的技巧，但是也會產生一些副作用：
+ i0 g- a1 T- X* W- S首要的問題是可讀性，靜態的東西容易一目瞭然，動態的東西需要經過一番運算才能得出結論。
比如 js 中的極晚綁定，再比如標識符運行時重寫。
9 `" m" k6 c: N5 \其次的問題是執行性能。一個比較經典的眾 js 工程師都在使用的技巧就是「模擬函數重載」——
" Z# u. ]* H2 s7 @5 e在函數體內判斷 arguments 的特徵，從而對應給出不同的邏輯。由於缺乏強類型，js 本身不能具備
8 C! ~( V3 `  e  ?真正的重載，但是運行時的判斷在帶來靈活性的同時，必然會多出很多模擬重載的邏輯，降低性能。
  p7 \8 Z) Q/ f8 d5 f　　在今年的 D2 大會上，Hedger 童鞋指出，大多數 js 開發者像是個 ninja（忍者），他們身懷絕技、神鬼莫測，單兵作戰還可以，但是一旦碰到 army（軍隊，比如 Google 團隊這樣的 ）就是個悲劇。
　　我比較欣賞這個比喻，大團隊要良好地協作，必需遵循一定的規範和限制，優先保證可讀性和一致性，與此同時
失去的是奇技淫巧、自由靈活。所以採用何種編程風格、理念，需要具體問題具體分析…………
　　至少，目前 CC 提供了一個好的思路，它的高級模式推崇的編程風格也是很值得嘗試、借鑒的。
$ t0 P+ n4 l7 e2 B3 T( u　　最後附上 CC 的常用命令選項……選項實在是有夠多……
　　CC 常用命令選項
–charset VAL 對所有文件定義的編碼格式
–compilationlevel [WHITESPACEONLY | SIMPLEOPTIMIZATIONS | ADVANCEDOPTIMIZATIONS]
4 q" S6 D2 i; x$ C' z. Q) N+ w. a設定編譯級別
  T+ `, w$ u, ^" D6 D, ]0 ^$ u2 ^5 P6 H–debug 開啟 debug 選項
–define (–D, -D) VAL 設定文件中使用 @define 標注的開關值，即條件編譯
! a/ U, ^' d8 |+ o* g–externs VAL 編譯代碼需要調用未編譯的代碼時，使用它
–formatting [PRETTYPRINT | PRINTINPUT_DELIMITER] 格式化輸出
, s+ Z& ~8 v" O) H. l9 Q' N7 L–js VAL 輸入文件，多指定多個，將會被合併
–jsoutputfile VAL 輸出文件，如果不指定的話，直接輸出到 standard output 流
3 C+ @) n3 {0 n; I" o) c0 H–module VAL 定義模塊
–output_manifest VAL 打印編譯文件清單
–print_tree 打印語法分析樹
8 M/ U7 c, H4 N–warning_level [QUIET | DEFAULT | VERBOSE] 設定報錯模式

這個是做什麼用的

這個基本上　不懂！

貌似這個東西太深奧......