JavaScript是Web前端开发中最主要的程序设计语言之一,在TIOBE发布的程序设计语言排行榜中长期居于前列。作为一种解释型语言,JavaScript的代码经内嵌在Web浏览器中的JavaScript引擎解析后执行。目前已存在诸多JavaScript引擎,其中V8、SpiderMonkey和Chakra的使用最为广泛,三者的市场占有率之和高达84%。被正确实现的JavaScript引擎是JavaScript正确运行的必要前提,但与其他软件一样,JavaScript引擎中也必然存在着各种已被发现和未被发现的缺陷。这些缺陷会给JavaScript语言的使用者带来困惑,给Web项目的构建造成阻碍。本文立足于V8、SpiderMonkey和Chakra三个主流JavaScript引擎的缺陷跟踪系统,对JavaScript引擎中的缺陷进行实证研究,研究内容包括JavaScript引擎缺陷在时间和空间上的分布情况、用于检测缺陷的测试用例的特征、缺陷修复所涉及的代码范围、缺陷优先级与缺陷所在组件以及缺陷修复时长之间的相关性和缺陷发生的根本原因。通过以上研究,可以帮助JavaScript引擎的开发、测试和维护人员更高效地开发和维护JavaScript引擎,帮助JavaScript语言使用者规避部分常见的缺陷。本文具体工作如下:1.基于三个主流JavaScript引擎缺陷报告中的一般性信息,研究被重新打开的缺陷报告以及被重复提交的缺陷报告的基本情况。研究发现:缺陷报告中重新打开的报告和重复打开的报告数量占比较小,不会给JavaScript引擎开发人员和维护人员带来冗余的工作量,也不会影响我们后续实验分析结果的有效性。2.基于缺陷报告中与缺陷触发相关的信息,研究触发缺陷的测试用例。研究发现:JavaScript引擎缺陷报告中仅少量报告提供了测试用例,分析结果表明这部分测试用例虽然代码规模较小,但仍能很好的检测出缺陷。因此,在设计测试用例时应专注于小规模但复杂的测试用例而非规模庞大却简单的测试用例,这样才能高效地查找和验证JavaScript引擎缺陷。3.基于JavaScript引擎中的缺陷修复信息,研究修复缺陷的过程。通过分析代码修改行数、文件修改个数和修复时长,研究发现:绝大多数缺陷修复时所涉及的代码行数更改量和文件更改个数都比较小,同时绝大多数缺陷的修复时长也比较短。4.基于缺陷报告中的优先级信息,研究缺陷优先级在不同组件中的分布情况,以及缺陷优先级与缺陷修复时长之间的相关性。研究发现V8系统中Parser组件中高优先级的缺陷数量占比最高,在SpiderMonkey系统中则是General组件。这与该组件在系统中的重要性是相符的。尽管在直觉上高优先级的缺陷应被尽快修复,但缺陷优先级与缺陷修复时长之间不存在相关性,其原因可能是高优先级缺陷的修复难度较高,可能是往往需要更长的时间确认该缺陷,也可能是修复团队人力资源不足。5.基于对缺陷报告的根本原因分析,研究JavaScript引擎中缺陷发生的根本原因和分布情况。研究发现,三个JavaScript引擎中的大多数缺陷都属于语义错误,而类似于平台、性能等方面的缺陷比较少。