На чем написан javascript
Перейти к содержимому

На чем написан javascript

  • автор:

Введение в JavaScript

Давайте посмотрим, что такого особенного в JavaScript, чего можно достичь с его помощью и какие другие технологии хорошо с ним работают.

Что такое JavaScript?

Изначально JavaScript был создан, чтобы «сделать веб-страницы живыми».

Программы на этом языке называются скриптами. Они могут встраиваться в HTML и выполняться автоматически при загрузке веб-страницы.

Скрипты распространяются и выполняются, как простой текст. Им не нужна специальная подготовка или компиляция для запуска.

Это отличает JavaScript от другого языка – Java.

Почему JavaScript?

Когда JavaScript создавался, у него было другое имя – «LiveScript». Однако, язык Java был очень популярен в то время, и было решено, что позиционирование JavaScript как «младшего брата» Java будет полезно.

Со временем JavaScript стал полностью независимым языком со своей собственной спецификацией, называющейся ECMAScript, и сейчас не имеет никакого отношения к Java.

Сегодня JavaScript может выполняться не только в браузере, но и на сервере или на любом другом устройстве, которое имеет специальную программу, называющуюся «движком» JavaScript.

У браузера есть собственный движок, который иногда называют «виртуальная машина JavaScript».

Разные движки имеют разные «кодовые имена». Например:

  • V8 – в Chrome, Opera и Edge.
  • SpiderMonkey – в Firefox.
  • …Ещё есть «Chakra» для IE, «JavaScriptCore», «Nitro» и «SquirrelFish» для Safari и т.д.

Эти названия полезно знать, так как они часто используются в статьях для разработчиков. Мы тоже будем их использовать. Например, если «функциональность X поддерживается V8», тогда «Х», скорее всего, работает в Chrome, Opera и Edge.

Как работают движки?

Движки сложны. Но основы понять легко.

  1. Движок (встроенный, если это браузер) читает («парсит») текст скрипта.
  2. Затем он преобразует («компилирует») скрипт в машинный язык.
  3. После этого машинный код запускается и работает достаточно быстро.

Движок применяет оптимизации на каждом этапе. Он даже просматривает скомпилированный скрипт во время его работы, анализируя проходящие через него данные, и применяет оптимизации к машинному коду, полагаясь на полученные знания. В результате скрипты работают очень быстро.

Что может JavaScript в браузере?

Современный JavaScript – это «безопасный» язык программирования. Он не предоставляет низкоуровневый доступ к памяти или процессору, потому что изначально был создан для браузеров, не требующих этого.

Возможности JavaScript сильно зависят от окружения, в котором он работает. Например, Node.JS поддерживает функции чтения/записи произвольных файлов, выполнения сетевых запросов и т.д.

В браузере для JavaScript доступно всё, что связано с манипулированием веб-страницами, взаимодействием с пользователем и веб-сервером.

Например, в браузере JavaScript может:

  • Добавлять новый HTML-код на страницу, изменять существующее содержимое, модифицировать стили.
  • Реагировать на действия пользователя, щелчки мыши, перемещения указателя, нажатия клавиш.
  • Отправлять сетевые запросы на удалённые сервера, скачивать и загружать файлы (технологии AJAX и COMET).
  • Получать и устанавливать куки, задавать вопросы посетителю, показывать сообщения.
  • Запоминать данные на стороне клиента («local storage»).

Чего НЕ может JavaScript в браузере?

Возможности JavaScript в браузере ограничены ради безопасности пользователя. Цель заключается в предотвращении доступа недобросовестной веб-страницы к личной информации или нанесения ущерба данным пользователя.

Примеры таких ограничений включают в себя:

  • JavaScript на веб-странице не может читать/записывать произвольные файлы на жёстком диске, копировать их или запускать программы. Он не имеет прямого доступа к системным функциям ОС. Современные браузеры позволяют ему работать с файлами, но с ограниченным доступом, и предоставляют его, только если пользователь выполняет определённые действия, такие как «перетаскивание» файла в окно браузера или его выбор с помощью тега . Существуют способы взаимодействия с камерой/микрофоном и другими устройствами, но они требуют явного разрешения пользователя. Таким образом, страница с поддержкой JavaScript не может незаметно включить веб-камеру, наблюдать за происходящим и отправлять информацию в ФСБ.
  • Различные окна/вкладки не знают друг о друге. Иногда одно окно, используя JavaScript, открывает другое окно. Но даже в этом случае JavaScript с одной страницы не имеет доступа к другой, если они пришли с разных сайтов (с другого домена, протокола или порта). Это называется «Политика одинакового источника» (Same Origin Policy). Чтобы обойти это ограничение, обе страницы должны согласиться с этим и содержать JavaScript-код, который специальным образом обменивается данными. Это ограничение необходимо, опять же, для безопасности пользователя. Страница https://anysite.com , которую открыл пользователь, не должна иметь доступ к другой вкладке браузера с URL https://gmail.com и воровать информацию оттуда.
  • JavaScript может легко взаимодействовать с сервером, с которого пришла текущая страница. Но его способность получать данные с других сайтов/доменов ограничена. Хотя это возможно в принципе, для чего требуется явное согласие (выраженное в заголовках HTTP) с удалённой стороной. Опять же, это ограничение безопасности.

Подобные ограничения не действуют, если JavaScript используется вне браузера, например — на сервере. Современные браузеры предоставляют плагины/расширения, с помощью которых можно запрашивать дополнительные разрешения.

Что делает JavaScript особенным?

Как минимум, три сильные стороны JavaScript:

  • Полная интеграция с HTML/CSS.
  • Простые вещи делаются просто.
  • Поддерживается всеми основными браузерами и включён по умолчанию.

JavaScript – это единственная браузерная технология, сочетающая в себе все эти три вещи.

Вот что делает JavaScript особенным. Вот почему это самый распространённый инструмент для создания интерфейсов в браузере.

Хотя, конечно, JavaScript позволяет делать приложения не только в браузерах, но и на сервере, на мобильных устройствах и т.п.

Языки «над» JavaScript

Синтаксис JavaScript подходит не под все нужды. Разные люди хотят иметь разные возможности.

Это естественно, потому что проекты разные и требования к ним тоже разные.

Так, в последнее время появилось много новых языков, которые транспилируются (конвертируются) в JavaScript, прежде чем запустятся в браузере.

Современные инструменты делают транспиляцию очень быстрой и прозрачной, фактически позволяя разработчикам писать код на другом языке, автоматически преобразуя его в JavaScript «под капотом».

Примеры таких языков:

  • CoffeeScript добавляет «синтаксический сахар» для JavaScript. Он вводит более короткий синтаксис, который позволяет писать чистый и лаконичный код. Обычно такое нравится Ruby-программистам.
  • TypeScript концентрируется на добавлении «строгой типизации» для упрощения разработки и поддержки больших и сложных систем. Разработан Microsoft.
  • Flow тоже добавляет типизацию, но иначе. Разработан Facebook.
  • Dart стоит особняком, потому что имеет собственный движок, работающий вне браузера (например, в мобильных приложениях). Первоначально был предложен Google, как замена JavaScript, но на данный момент необходима его транспиляция для запуска так же, как для вышеперечисленных языков.
  • Brython транспилирует Python в JavaScript, что позволяет писать приложения на чистом Python без JavaScript.

Есть и другие. Но даже если мы используем один из этих языков, мы должны знать JavaScript, чтобы действительно понимать, что мы делаем.

Итого

  • JavaScript изначально создавался только для браузера, но сейчас используется на многих других платформах.
  • Сегодня JavaScript занимает уникальную позицию в качестве самого распространённого языка для браузера, обладающего полной интеграцией с HTML/CSS.
  • Многие языки могут быть «транспилированы» в JavaScript для предоставления дополнительных функций. Рекомендуется хотя бы кратко рассмотреть их после освоения JavaScript.

Язык программирования JavaScript: где его используют и почему он популярен

Язык программирования JavaScript: где его используют и почему он популярен главное изображение

Раньше интерфейс сайтов состоял из текстов, ссылок и иллюстраций, а верстали его с помощью языков HTML и CSS.

Все изменилось с созданием JavaScript. Этот язык программирования сделал сайты интерактивными — то есть удобными для пользователя. Появились кнопки, формы, поля ввода и многое другое.

JavaScript (или по-другому JS) — это многофункциональный язык программирования. JavaScript используют не только для создания сайтов, но и для написания очень разных программ.

Фронтенд-разработчик — с нуля до трудоустройства за 10 месяцев

  • Постоянная поддержка от наставника и учебного центра
  • Помощь с трудоустройством
  • Готовое портфолио к концу обучения
  • Практика с первого урока

Вы получите именно те инструменты и навыки, которые позволят вам найти работу

Где используют JavaScript

Фронтенд веб-приложений

С помощью JavaScript разработчики создают веб-приложения — это программы, которые мы запускаем в браузере. К ним относятся почтовые клиенты, редакторы текста, социальные сети, видеохостинги и многое другое.

На JavaScript создают «внешний интерфейс» веб-приложений — фронтенд. С ним взаимодействует пользователь, нажимая на кнопки, плашки, меню.

На JavaScript написан код для популярных сервисов вроде Google Maps, Google Docs, Netflix, eBay.

Бэкенд веб-приложений

Кроме интерфейса, который видят пользователи, у веб-приложений есть и внутренняя часть — бэкенд. Это серверная часть приложения, в которой обычно хранятся базы данных.

У JavaScript есть Node.js — это не отдельный язык программирования, а среда исполнения JavaScript-кода на стороне сервера. С ее помощью можно выполнять операции или обращаться к базам данным.

JavaScript в связке с Node.js используют известные компании PayPal и Walmart для взаимодействия со своими серверами.

Читайте также:

Расширения для браузера

Браузерные расширения — это мини-программы, которые состоят из кода, исполняющегося в браузере. Расширения помогают нам блокировать рекламу, включать VPN, скачивать видео или подсчитывать время, проведенное в интернете. И почти все они написаны на JavaScript.

Мобильные приложения

На JavaScript также пишут приложения для iOS и Android. Для этого есть специальные фреймворки — готовые наборы кода, «каркас» будущих приложений.

JavaScript-фреймворки вроде React Native помогают адаптировать код под мобильные платформы. Это позволяет создавать кроссплатформенные приложения — работающие и под iOS, и под Android — без необходимости нанимать разработчиков для каждой из этих систем и создавать две версии приложения.

На JavaScript написаны мобильные приложения Groupon и LinkedIn.

Игры

На JavaScript можно также писать простые игры. Обычно это браузерные бродилки, но иногда встречаются и интересные инди-проекты вроде «2048», PixelDefense, BrowserQuest.

Также существует Unity3d — среда сценариев для игры на основе JavaScript, которая работает вне браузеров.

Машинное обучение

Чаще всего в машинном обучении используют другие языки программирования, например Python. Однако иногда для этого применяют и JavaScript. Например, когда создают веб-приложения, включая те, которые визуализируют данные из моделей машинного обучения. Или когда пишут веб-страницу с формой, которая отправляет данные на сервер для обработки моделью машинного обучения.

Также для JavaScript уже написано несколько библиотек, — готовых наборов кода — на основе которых можно создать свою нейросеть. Это, например, Brain.js, Deep playground, Synaptic или FlappyLearning.

Читайте также:

Базы данных

У JavaScript есть собственный инструмент Mongoose, позволяющий работать с популярной СУБД (системой управления базами данных) MongoDB. Есть и базы данных, например, Clusterpoint, к которым можно писать запросы на JavaScript.

Также есть GraphQL — язык структурированных запросов, позволяющий обращаться к базам данных. Он работает с React и другими популярными фреймворками JavaScript.

Интернет вещей

JavaScript используют и в Интернете вещей (Internet of Things, IoT) — это способ обмена информацией между устройствами, подключенными к одной сети. Примеры таких устройств нам хорошо знакомы: умные часы, фитнес-трекеры, пожарная сигнализация. Для них пишут программы на JavaScript с использованием фреймворков Cylon.js и Johnny-Five.

Популярность JavaScript

JavaScript регулярно входит в топы самых распространенных языков программирования. Согласно индексу TIOBE (создан на основе поисковых запросов) на сентябрь 2023 JavaScript занимает шестое место.

Еще интереснее исследование GitHub — это облачная площадка для хостинга IТ-проектов, которую используют почти все разработчики. Сервис собирает репрезентативную статистику по языкам программирования от профессионалов.

По данным GitHub, JavaScript совместно с TypeScript контролирует уже треть рынка разработки. В рейтинге языков для коммерческого использования он получил почетное первое место. На нем пишут 19% респондентов.

Интересно, что доля применения JavaScript за последние два года растет не только на фронтенде, но и на бэкенде. Сейчас JavaScript занимает седьмое место по популярности для бэкенда и первое для фронтенда. Причем на фронтенде он занимает 64,6% рынка.

В сегменте фулстек-разработки (то есть и фронтенда, и бэкенда) JavaScript занимает второе место и долю рынка в 20,6%.

Перспективы JavaScript

На JavaScript написаны огромные массивы кода. Переписать их вряд ли возможно в короткие сроки, да и пока незачем. А значит, в ближайшем будущем будут востребованы и специалисты, способные работать с JavaScript и поддерживать на нем программы.

Вокруг JavaScript сформировалась огромная экосистема библиотек и фреймворков, таких как React, Angular, и Vue.js. Эти инструменты делают разработку более эффективной. Владение ими — обязательное требование, которое есть во многих вакансиях.

Сейчас активно развивается и платформа Node.js, с помощью которой, как мы уже разобрались, можно писать серверные приложения. Так что бэкенд на JavaScript также будет востребован — подробнее об этом можно прочитать в другой нашей статье.

Google сейчас активно развивает сегмент прогрессивных веб-приложений — это смесь стандартного сайта и мобильного приложения. Таким решениям — progressive web apps — предрекают широкие перспективы. Они выгодны для бизнеса, поэтому имеют шанс на часть рынка, которая пока что принадлежит приложениям, разработанным только под одну платформу.

Все это в совокупности делает JavaScript перспективным языком программирования, который будет продолжать играть важную роль в разных сферах: от веб-разработки до геймдизайна.

Сколько зарабатывают программисты на JavaScript

В сентябре 2023 на hh.ru опубликовали 7 463 вакансии разработчиков на JavaScript.

В большинстве из них уровень зарплат не указан, но мы можем ориентироваться на исследования «Хабр Карьеры». Они основаны на информации работодателей, размещавших вакансии на сайте, и данных из опросов уже работающих программистов.

Фронтендеры на JavaScript зарабатывают:

  • 72 000 рублей — джуны (начинающие)
  • 169 000 рублей — мидлы (специалисты среднего уровня)
  • 278 000 рублей — сеньоры (высококвалифицированные разработчики)
  • 308 000 рублей — тимлиды (главы команд).

Бэкендеры на JavaScript зарабатывают:

  • 70 000 рублей — джуны (начинающие)
  • 168 000 рублей — мидлы (специалисты среднего уровня)
  • 199 000 рублей — сеньоры (высококвалифицированные разработчики).

Фулстек-разработчики на JavaScript зарабатывают:

  • 114 000 рублей — джуны (начинающие)
  • 170 000 рублей — мидлы (специалисты среднего уровня)
  • 273 000 рублей — сеньоры (высококвалифицированные разработчики)
  • 264 000 рублей — тимлиды (главы команд).

Средняя зарплата разработчика на JavaScript в 2023 году — 180 000 рублей. При этом за последний год она выросла на 20%.

Что означает скрипт в названии JavaScript

В начале 90-х годов, когда был создан JavaScript, компания Netscape разрабатывала браузер под названием Netscape Navigator. По задумке, в браузере должна была быть возможность для создания интерактивных и динамических веб-страниц.

Компания наняла программиста Брендана Айка, чтобы разработать новый язык программирования. Он должен был называться LiveScript. Но из-за популярности языка Java (разработанного компанией Sun Microsystems), компания Netscape решила изменить его имя на JavaScript, чтобы привлечь внимание и ассоциировать его с Java.

JavaScript — это язык программирования, который используется для написания скриптов. Скрипты — это небольшие программы, которые выполняются внутри веб-браузера и добавляют интерактивность на веб-страницах. Например, с помощью JavaScript можно создавать валидацию форм, анимации, обработку событий (например, кликов мыши), и многое другое, что делает веб-страницы более динамичными и удобными для пользователей.

JavaScript — язык программирования, на котором можно написать скрипт. Это такая небольшая программа, которая выполняется внутри браузера и добавляет странице интерактивность. Благодаря скрипту и программам на JavaScript мы можем ставить лайки понравившемуся контенту, писать комментарии, делиться постами в социальных сетях и многое другое.

Чем JavaScript отличается Java

JavaScript и Java — это два разных языка программирования, их путают только из-за похожего названия.

Java — гораздо сложнее и тяжелее, для исполнения скриптов в браузере он не подходит. Java применяют для разработки серверных приложений, игр, банковских систем и программ для Big Data. Так что сферы применения у JavaScript и Java абсолютно разные.

JavaScript проще Java. Для сравнения, стандартная программа «Hello, world!» на JavaScript занимает всего одну строчку:

console.log("Hello, World!"); 

А на Java — пять:

public class HelloWorld  public static void main(String[] args)  System.out.println("Hello, World!"); > > 

Что касается востребованности, то оба языка уверенно входят в десятку самых популярных языков программирования.

Читайте также:

В чем особенности JavaScript

Интеграция с HTML и CSS

HTML — язык разметки, а CSS — таблицы стилей. На них нельзя писать полноценный код: можно только размещать элементы на странице сайта.

А вот на JavaScript уже можно писать код, и этот язык интегрирован с языками разметки. То есть если нужно добавить в разметку скрипт, туда вписывают код на JavaScript.

    Здесь может быть ваш скрипт   

Но чаще на страницу просто вставляют ссылку на файл: это позволяет использовать один скрипт на многих страницах и не редактировать каждую из них.

Мультипарадигменность

В программировании есть три основные парадигмы:

  • Объектная — в ней оперируют функциями и набором данных, а код строят как систему отношений между ними.
  • Функциональная — используют математические функции. Из-за отсутствия переменных, меняющих значения, результат запросов в этой парадигме всегда одинаковый.
  • В императивной — используют переменные, которым прописывают значения, и инструкции, выполняющиеся последовательно.

Особенность JavaScript в том, что язык позволяет использовать любую из этих парадигм, что дает разработчику больший простор решений при написании кода.

Динамическая типизация

В языках программирования используют набор правил для разделения информации по классам — это называют типизацией. В JavaScript она динамическая. Это значит, что при создании переменной не нужно обязательно задавать ее тип, то есть относить к определенной группе данных.

Преимущества JavaScript

  • Не зависит от платформы. Если вы захотите запустить программу на JavaScript, не придется ставить дополнительных приложений: это сделает любой браузер. Другие языки потребуют установки компилятора, который исполнит код, или среды разработки (IDE).
  • Нетребовательный. Так как JavaScript исполняет код в браузере, программа на нем не нагружает сервер, а время ответа становится минимальным. Например, когда вы придумываете новый пароль — оповещение о том, что он недостаточно сложный появляется моментально. Это заслуга JavaScript.
  • Прост в изучении. JavaScript входит в топ самых легких языков программирования. При этом у него огромное комьюнити и большое количество инструментов, облегчающих жизнь разработчика.

Недостатки JavaScript

  • Проблема типов данных. Переменные в JavaScript могут менять свой тип данных в процессе выполнения программы. Представьте, что у нас есть переменная, в которой написано «1000». Эта запись может быть как числом, так и просто содержимым строки — текстом. Сложить строку и число в большинстве языков программирования — нельзя. А JavaScript может просто выдать результат вычислений. За счет этого в коде возникают непредвиденные ошибки, которые бывает сложно найти.
const sum = (num1, num2) => num1 + num2 sum(1, 2) // 3 sum('hello', 2) // 'hello2' 
  • Слишком много дополнительных библиотек и фреймворков. Чтобы пользоваться всеми возможностями JavaScript, нужны дополнительные инструменты. Их выбор — сама по себе сложная задача. Нужно, чтобы они не конфликтовали друг с другом, правильно взаимодействовали, и их поддержка не прекратилась в один неприятный момент. Главный минус для начинающего программиста на JavaScript — чтобы начать карьеру в коммерческой разработке, потребуется изучить несколько инструментов. А затем для перехода в новый проект — еще несколько.
  • Проблемы с производительностью. Интерпретируемость JavaScript принято считать достоинством, но иногда она становится и недостатком. При обработке больших массивов данных операции могут выполняться менее эффективно, чем на других языках.

Пишем первую программу на JavaScript

По традиции обучение начинают с самой простой программы, которая умеет выводить на экран надпись: «Hello, world!». Чтобы создать ее на JavaScript, потребуется только браузер.

Откройте в браузере «Инструменты разработчика», нажав клавишу F12 или «Просмотр кода страницы». В браузере откроется панель, отыщите в ней вкладку «Консоль» и перейдите туда. В ней мы будем писать код.

Напишите в этой вкладке текст:

console.log("Hello, world!"); 

Затем нажмите Enter. В консоли появится эта надпись.

А теперь попробуйте ввести текст: alert(«Hello, world!») ;. В браузере появится всплывающее окно. Мы часто можем взаимодействовать с ними, заходя на сайты. Например, они просят нас принять сбор сookies. Поздравляем — только что вы написали скрипт для такого окна.

Насколько сложно выучить JavaScript

Синтаксис JavaScript считают одним из самых простых. Именно поэтому он завоевал такую популярность на рынке: его сравнительно легко выучить.

К сильным сторонам обучения JavaScript относят развитую экосистему: у него обширное комьюнити, всесторонняя поддержка, решение многих типовых задач можно найти в Google или получить быстрый ответ на форуме.

В качестве стартового языка JavaScript выбирают из-за простоты и хорошей документированности.

Сложность JavaScript в том, что для участия в коммерческой разработке знаний только самого языка программирования недостаточно. Потребуется выучить верстку, понимать принцип отправки и получения данных от сервера, а также выучить хотя бы пару популярных библиотек и фреймворков.

С чего начать изучать JavaScript

«Современному джуну нужно освоить большой массив данных на JavaScript. Во-первых, это фундаментальные основы языка программирования: циклы, переменные, ветвления, константы, типы, классы конструктора и так далее. Во-вторых, нужно знать верстку, хотя бы в общих чертах, и уметь применять ее принципы на практике.

Еще пригодится понимание модели событий JavaScript, объекта и модели документа DOM. Также нужно научиться применять один из популярных фреймворков. Например, React или Vue.

И еще важно научиться делать запросы AJAX и HTTP-запросы из браузера. В этом можно разбираться бесконечно. Но джуну достаточно знать хотя бы то, как загрузить и отправить данные с API, использовать авторизацию и параметры запросов. С этой базой, если вы понимаете, что делаете, уже можно найти работу».

Также всем желающим изучить JavaScript мы рекомендуем прочитать эти книги:

  • Дэвид Флэнаган « JavaScript. Подробное руководство »
  • Дуглас Крокфорд « Как устроен JavaScript »
  • Алексей Васильев « JavaScript в примерах и задачах ».

Кроме книг для изучения JavaScript можно читать тематические статьи на Хабре и смотреть обучающие курсы на YouTube. Советуем также пройти бесплатный курс по основам JavaScript на Code Basics. А для большего погружения — найдите свое комьюнити и обменивайтесь опытом с другими учащимися. И не забывайте как можно больше практиковаться и писать код.

Профессия «Фронтенд-разработчик»

  • Изучите востребованные JavaScript и TypeScript
  • Научитесь создавать пользовательские интерфейсы сайтов и приложений
  • Освойте самый популярный фреймворк JavaScript — React
  • Познакомьтесь с языками веб-разработки HTML и CSS

А вы знали, что это написано на JS?

А вы знали, что это написано на JS? главное изображение

JavaScript — это язык, который прошел долгий путь с момента своего появления в 1995 году. Он превратился из простого языка сценариев в мощный и универсальный язык программирования, который можно использовать для всего: от веб-разработки до программирования на стороне сервера. Однако, несмотря на многочисленные достижения, у JavaScript по-прежнему плохая репутация в некоторых кругах, поскольку его часто отвергают как язык, пригодный только для простых задач.

Но правда в том, что JavaScript — это язык, который можно использовать для создания невероятно сложных и изощренных приложений, и существует множество примеров кода JavaScript, о котором вы никогда бы не подумали, что он написан на JS.

Одним из примеров этого является игровая платформа Steam, созданная с использованием JavaScript. Steam — это огромная платформа, на которой размещены тысячи игр и миллионы пользователей, но большинство людей никогда бы не догадались, что она была создана с использованием JavaScript. Платформа невероятно быстрая и отзывчивая, а пользовательский интерфейс гладкий и современный, и все это благодаря мощи JavaScript.

Еще один пример неожиданного использования JavaScript — разработка настольных приложений. Electron — это популярная платформа, которая позволяет разработчикам использовать веб-технологии, такие как HTML, CSS и JavaScript, для создания настольных приложений, которые могут работать в Windows, macOS и Linux. Некоторые известные примеры приложений, созданных с использованием Electron, включают Slack, Discord, Microsoft Teams, Visual Studio Code, Figma и др. Полный список можете найти на сайте Electron .

JavaScript также используется при разработке мобильных приложений. React Native — это популярный фреймворк, который позволяет разработчикам использовать JavaScript для создания нативных мобильных приложений для iOS и Android. Это означает, что разработчики могут создавать мобильные приложения, которые выглядят так же, как нативные приложения, но с дополнительным преимуществом возможности использовать единую кодовую базу для обеих платформ.

Даже в мире искусственного интеллекта и машинного обучения JavaScript оставляет свой след. TensorFlow.js — это библиотека, которая позволяет разработчикам использовать JavaScript для создания и обучения моделей машинного обучения прямо в браузере. Это означает, что разработчики могут создавать мощные приложения ИИ, не беспокоясь о настройке сложной инфраструктуры или изучении новых языков.

В заключение, JavaScript — это язык, который часто недооценивают, но он способен на гораздо большее, чем многие думают. От разработки игр до настольных приложений и мобильных приложений, искусственного интеллекта и машинного обучения — JavaScript используется способами, которые были бы немыслимы всего несколько лет назад. Поэтому в следующий раз, когда вы услышите, как кто-то отвергает JavaScript как простой язык сценариев, помните, что этот язык гораздо глубже, чем кажется на первый взгляд.

Как работает JS: о внутреннем устройстве V8 и оптимизации кода

Перед вами — второй материал из серии, посвящённой особенностям работы JavaScript на примере движка V8. В первом шла речь о механизмах времени выполнения V8 и о стеке вызовов. Сегодня мы углубимся в особенности V8, благодаря которым исходный код на JS превращается в исполняемую программу, и поделимся советами по оптимизации кода.

О JS-движках

JavaScript-движок — это программа, или, другими словами, интерпретатор, выполняющий код, написанный на JavaScript. Движок может быть реализован с использованием различных подходов: в виде обычного интерпретатора, в виде динамического компилятора (или JIT-компилятора), который, перед выполнением программы, преобразует исходный код на JS в байт-код некоего формата.

Вот список популярных реализаций JavaScript-движков.

  • V8 — движок с открытым исходным кодом, написан на C++, его разработкой занимается Google.
  • Rhino — этот движок с открытым кодом поддерживает Mozilla Foundation, он полностью написан на Java.
  • SpiderMonkey — это самый первый из появившихся JS-движков, который в прошлом применялся в браузере Netscape Navigator, а сегодня — в Firefox.
  • JavaScriptCore — ещё один движок с открытым кодом, известный как Nitro и разрабатываемый Apple для браузера Safari.
  • KJS — JS-движок KDE, который разработал Гарри Портен для браузера Konqueror, входящего в проект KDE.
  • Chakra (JScript9) — движок для Internet Explorer.
  • Chakra (JavaScript) — движок для Microsoft Edge.
  • Nashorn — движок с открытым кодом, являющийся частью OpenJDK, которым занимается Oracle.
  • JerryScript — легковесный движок для интернета вещей.

Почему был создан движок V8?

Движок с открытым кодом V8 был создан компанией Google, он написан на C++. Движок используется в браузере Google Chrome. Кроме того, что отличает V8 от других движков, он применяется в популярной серверной среде Node.js.

Логотип V8

При проектировании V8 разработчики задались целью улучшить производительность JavaScript в браузерах. Для того, чтобы добиться высокой скорости выполнения программ, V8 транслирует JS-код в более эффективный машинный код, не используя интерпретатор. Движок компилирует JavaScript-код в машинные инструкции в ходе исполнения программы, реализуя механизм динамической компиляции, как и многие современные JavaScript-движки, например, SpiderMonkey и Rhino (Mozilla). Основное различие заключается в том, что V8 не использует при исполнении JS-программ байт-код или любой промежуточный код.

О двух компиляторах, которые использовались в V8

Внутреннее устройство V8 изменилось с выходом версии 5.9, которая появилась совсем недавно. До этого же он использовал два компилятора:

  • full-codegen — простой и очень быстрый компилятор, который выдаёт сравнительно медленный машинный код.
  • Crankshaft — более сложный оптимизирующий JIT-компилятор, который генерирует хорошо оптимизированный код.
  • Главный поток, который занимается тем, что от него можно ожидать: читает исходный JS-код, компилирует его и выполняет.
  • Поток компиляции, который занимается оптимизацией кода в то время, когда выполняется главный поток.
  • Поток профилировщика, который сообщает системе о том, в каких методах программа тратит больше всего времени, как результат, Crankshaft может эти методы оптимизировать.
  • Несколько потоков, которые поддерживают механизм сборки мусора.

После того, как код какое-то время поработает, поток профилировщика соберёт достаточно данных для того, чтобы система могла понять, какие методы нужно оптимизировать.

Далее, в другом потоке, начинается оптимизация с помощью Crankshaft. Он преобразует абстрактное синтаксическое дерево JavaScript в высокоуровневое представление, использующее модель единственного статического присваивания (static single-assignment, SSA). Это представление называется Hydrogen. Затем Crankshaft пытается оптимизировать граф потока управления Hydrogen. Большинство оптимизаций выполняется на этом уровне.

Встраивание кода

Первая оптимизация программы заключается в заблаговременном встраивании в места вызовов как можно большего объёма кода. Встраивание кода — это процесс замены команды вызова функции (строки, где вызывается функция) на её тело. Этот простой шаг позволяет сделать следующие оптимизации более результативными.

Вызов функции заменяется на её тело

Скрытые классы

JavaScript — это язык, основанный на прототипах: здесь нет классов. Объекты здесь создаются с использованием процесса клонирования. Кроме того, JS — это динамический язык программирования, это значит, что, после создания экземпляра объекта, к нему можно добавлять новые свойства и удалять из него существующие.

Большинство JS-интерпретаторов используют структуры, напоминающие словари (основанные на использовании хэш-функций), для хранения сведений о месте расположения значений свойств объектов в памяти. Использование подобных структур делает извлечение значений свойств в JavaScript более сложной задачей, чем в нединамических языках, таких, как Java и C#. В Java, например, все свойства объекта определяются не изменяющейся после компиляции программы схемой объекта, их нельзя динамически добавлять или удалять (надо отметить, что в C# есть динамический тип, но тут мы можем не обращать на это внимание). Как результат, значения свойств (или указатели на эти свойства) могут быть сохранены, с фиксированным смещением, в виде непрерывного буфера в памяти. Шаг смещения можно легко определить, основываясь на типе свойства, в то время как в JavaScript это невозможно, так как тип свойства может меняться в процессе выполнения программы.

Так как использование словарей для выяснения адресов свойств объекта в памяти очень неэффективно, V8 использует вместо этого другой метод: скрытые классы. Скрытые классы похожи на обычные классы в типичном объектно-ориентированном языке программирования, вроде Java, за исключением того, что создаются они во время выполнения программы. Посмотрим, как всё это работает, на следующем примере:

function Point(x, y) < this.x = x; this.y = y; >var p1 = new Point(1, 2);

Когда происходит вызов new Point(1, 2) , V8 создаёт скрытый класс C0 .

Первый скрытый класс С0

Пока, ещё до выполнения конструктора, у объекта Point нет свойств, поэтому класс C0 пуст.

Как только будет выполнена первая команда в функции Point , V8 создаст второй скрытый класс, C1 , который основан на C0 . C1 описывает место в памяти (относительно указателя объекта), где можно найти свойство x . В данном случае свойство x хранится по смещению 0, что означает, что если рассматривать объект Point в памяти как непрерывный буфер, первое смещение соответствует свойству x . Кроме того, V8 добавит в класс C0 сведения о переходе к классу C1 , где указывается, что если к объекту Point будет добавлено свойство x , скрытый класс нужно изменить с C0 на C1 . Скрытый класс для объекта Point , как показано на рисунке ниже, теперь стал классом С1 .

Каждый раз, когда к объекту добавляется новое свойство, в старый скрытый класс добавляются сведения о переходе к новому скрытому классу. Переходы между скрытыми классами важны, так как они позволяют объектам, которые создаются одинаково, иметь одни и те же скрытые классы. Если два объекта имеют общий скрытый класс и к ним добавляется одно и то же свойство, переходы обеспечат то, что оба объекта получат одинаковый новый скрытый класс и весь оптимизированный код, который идёт вместе с ним.

Этот процесс повторяется при выполнении команды this.y = y (опять же, делается это внутри функции Point , после вышеописанной команды по добавлению свойства x ).

Тут создаётся новый скрытый класс, C2 , а в класс C1 добавляются сведения о переходе, где указывается, что если к объекту Point добавляется свойство y (при этом речь идёт об объекте, который уже содержит свойство x ), тогда скрытый класс объекта должен измениться на C2 .

Переход к использованию класса C2 после добавления к объекту свойства y

Переходы между скрытыми классами зависят от порядка, в котором к объекту добавляются свойства. Взгляните на этот пример кода:

function Point(x, y) < this.x = x; this.y = y; >var p1 = new Point(1, 2); p1.a = 5; p1.b = 6; var p2 = new Point(3, 4); p2.b = 7; p2.a = 8;

В подобной ситуации можно предположить, что у объектов p1 и p2 будет один и тот же скрытый класс и одно и то же дерево переходов скрытых классов. Однако, на самом деле это не так. В объект p1 первым добавляется свойство a , а затем — свойство b . В объект p2 сначала добавляют свойство b , а затем — a . В результате объекты p1 и p2 будут иметь различные скрытые классы — результат различных путей переходов между скрытыми классами. В подобных случаях гораздо лучше инициализировать динамические свойства в одном и том же порядке для того, чтобы скрытые классы могли быть использованы повторно.

Встроенные кэши

V8 использует и другую технику для оптимизации выполнения динамически типизированных языков, называемую встроенным кэшем вызовов. Встроенное кэширование основано на наблюдении, которое заключается в том, что повторяющиеся обращения к одному и тому же методу имеют тенденцию происходить с использованием объектов одного типа. Более подробно об этом можно почитать здесь. Если у вас нет времени слишком в это углубляться, читая вышеупомянутый материал, здесь мы изложим концепцию встроенного кэширования буквально в двух словах.

Итак, как же всё это работает? V8 поддерживает кэш типов объектов, которые мы передали в качестве параметра недавно вызванным методам, и использует эту информацию для того, чтобы сделать предположение о типах объектов, которые будут переданы как параметры в будущем. Если V8 смог сделать правильное предположение о типе объекта, который будет передан методу, он может пропустить процесс выяснения того, как получать доступ к свойствам объекта, а, вместо этого, использовать сохранённую информацию из предыдущих обращений к скрытому классу объекта.

Как связаны концепции скрытых классов и встроенных кэшей вызовов? Когда метод вызывается для некоего объекта, движок V8 должен обратиться к скрытому классу этого объекта для того, чтобы определить смещение для доступа к конкретному свойству. После двух успешных обращений одного и того же метода к одному и тому же скрытому классу, V8 опускает операцию обращения к скрытому классу и просто добавляет сведения о смещении свойства к самому указателю объекта. Выполняя вызовов этого метода в будущем, V8 предполагает , что скрытый класс не менялся и идёт прямо по адресу памяти для конкретного свойства, используя смещение, сохранённое после предыдущих обращений к скрытому классу. Это очень сильно увеличивает скорость выполнения кода.

Встроенное кэширование вызовов, кроме того, является причиной того, почему так важно, чтобы объекты одного и того же типа использовали общие скрытые классы. Если вы создаёте два объекта одинакового типа, но с разными скрытыми классами (как сделано в примере выше), V8 не сможет использовать встроенное кэширование, так как, даже хотя объекты имеют один и тот же тип, в соответствующих им скрытых классах назначено разное смещение их свойствам.

Перед нами объекты одного типа, но их свойства a и b были созданы в разном порядке и имеют разное смещение

Компиляция в машинный код

Как только граф Hydrogen оптимизирован, Crankshaft переводит его в низкоуровневое представление, которое называется Lithium. Большинство реализаций Lithium зависимо от архитектуры системы. На этом уровне, например, происходит выделение регистров.

В итоге Lithium-представление компилируется в машинный код. Затем происходит то, что называется замещением в стеке (on-stack replacement, OSR). Перед компиляцией и оптимизацией методов, в которых программа тратит много времени, нужно будет поработать с их неоптимизированными вариантами. Затем, не прерывая работу, V8 трансформирует контекст (стек, регистры) таким образом, чтобы можно было переключиться на оптимизированную версию кода. Это очень сложная задача, учитывая то, что помимо других оптимизаций, V8 изначально выполняет встраивание кода. V8 — не единственный движок, способный это сделать.

Как быть, если оптимизация оказалась неудачной? От этого есть защита — так называемая деоптимизация. Она направлена на обратную трансформацию, возвращающую систему к использованию неоптимизированного кода в том случае, если предположения, сделанные движком и положенные в основу оптимизации, больше не соответствуют действительности.

Сборка мусора

Для сборки мусора V8 использует традиционный генеалогический подход «пометь и выброси» (mark-and-sweep) для маркировки и очистки предыдущих поколений кода. Фаза маркировки предполагает остановку выполнения JavaScript. Для того, чтобы контролировать нагрузку на систему, создаваемую сборщиком мусора и сделать выполнение кода более стабильным, V8 использует инкрементный алгоритм маркирования: вместо того, чтобы обходить всю кучу, он пытается пометить всё, что сможет, обходя лишь часть кучи. Затем нормальное выполнение кода возобновляется. Следующий проход сборщика мусора по куче начинается там, где закончился предыдущий. Это позволяет добиться очень коротких пауз в ходе обычного выполнения кода. Как уже было сказано, фазой очистки памяти занимаются отдельные потоки.

Ignition и TurboFan

С выходом в этом году V8 версии 5.9. был представлен и новый конвейер выполнения кода. Этот конвейер позволяет достичь ещё большего улучшения производительности и значительной экономии памяти, причём, не в тестах, а в реальных JavaScript-приложениях.

Новая система построена на базе интерпретатора Ingnition и новейшего оптимизирующего компилятора TurboFan. Подробности об этих новых механизмах V8 можно почитать в этом материале.

С выходом V8 5.9 full-codegen и Crankshaft (технологии, которые использовались в V8 с 2010-го года) больше применяться не будут. Команда V8 развивает новые средства, стараясь не отстать от новых возможностей JavaScript и внедрить оптимизации, необходимые для поддержки этих возможностей. Переход на новые технологии и отказ от поддержки старых механизмов означает развитие V8 в сторону более простой и хорошо управляемой архитектуры.

Улучшения в тестах производительности для браузерного и серверного вариантов использования JS

Эти улучшения — лишь начало. Новый конвейер выполнения кода на основе Ignition и TurboFan открывает путь к дальнейшим оптимизациям, которые улучшат производительность JavaScript и сделают V8 экономичнее.

Мы рассмотрели некоторые особенности V8, а теперь приведём несколько советов по оптимизации кода. На самом деле, кстати, всё это вполне можно вывести из того, о чём мы говорили выше.

Подходы к оптимизации JavaScript-кода для V8

  1. Порядок свойств объектов. Всегда инициализируйте свойства объектов в одном и том же порядке. Нужно это для того, чтобы одинаковые объекты использовали одни и те же скрытые классы, и, как следствие, оптимизированный код.
  2. Динамические свойства. Добавление свойств к объектам после создания экземпляра объекта приведёт к изменению скрытого класса и к замедлению методов, которые были оптимизированы для скрытого класса, используемого объектами ранее. Вместо добавления свойств динамически, назначайте их в конструкторе объекта.
  3. Методы. Код, который несколько раз вызывает один и тот же метод, будет выполняться быстрее, чем код, который вызывает несколько разных методов по одному разу (из-за встроенных кэшей).
  4. Массивы. Избегайте разреженных массивов, ключи которых не являются последовательными числами. Разреженный массив, то есть массив, некоторые из элементов которого отсутствуют, будет обрабатываться системой как хэш-таблица. Для доступа к элементам такого массива требуется больше вычислительных ресурсов. Кроме того, постарайтесь избежать заблаговременного выделения памяти под большие массивы. Лучше, если их размер будет увеличиваться по мере надобности. И, наконец, не удаляйте элементы в массивах. Из-за этого они превращаются в разреженные массивы.
  5. Числа. V8 представляет числа и указатели на объекты, используя 32 бита. Он задействует один бит для того, чтобы определить, является ли некое 32-битное значение указателем на объект (флаг — 1), или целым числом (флаг — 0), которое называется маленьким целым числом (SMall Integer, SMI) из-за того, что его длина составляет 31 бит. Если для хранения числового значения требуется более 31 бита, V8 упакует число, превратив его в число двойной точности и создаст новый объект для того, чтобы поместить в него это число. Постарайтесь использовать 31-битные числа со знаком везде, где это возможно, для того, чтобы избежать ресурсоёмких операций упаковки чисел в JS-объекты.

Итоги

Мы, в SessionStack, стараемся следовать вышеизложенным принципам при написании JS-кода. Надеемся, немного разобравшись в том, как работают внутренние механизмы V8, и учтя то, что мы рассказали выше, вы сможете улучшить качество и производительность ваших программ.

Уважаемые читатели! Какими советами по оптимизации JS-кода можете поделиться вы?

  • Блог компании RUVDS.com
  • Веб-разработка
  • JavaScript

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *