На чем написан язык javascript

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.

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

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:

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?

Что такое JavaScript?

JavaScript – это язык программирования, который используют разработчики для создания интерактивных веб-страниц. Функции JavaScript могут улучшить удобство взаимодействия пользователя с веб-сайтом: от обновления ленты новостей в социальных сетях и до отображения анимации и интерактивных карт. JavaScript является языком программирования при разработки скриптов для выполнения на стороне клиента, что делает его одной из базовых технологий во всемирной сети Интернет. Например, карусель изображения, выпадающее по клику меню и динамично меняющиеся цвета элементов на веб-странице, которые вы видите во время просмотра страниц в Интернете, выполнены при помощи JavaScript.

Для чего используется JavaScript?

Исторически веб-страницы были статичными, похожими на страницы в книге. Статическая страница в основном отображала информацию в фиксированном виде и не выполняла всего того, что мы сейчас ожидаем от современного сайта. Язык JavaScript возник как технология на стороне браузера, позволяющая сделать веб-приложения более динамичными. Используя его, браузеры могли реагировать на взаимодействие с пользователем и менять расположение контента на веб-странице.

По мере развития языка, разработчики JavaScript создали библиотеки, фреймворки и практики программирования и начали использовать его за пределами веб-браузеров. Сегодня JavaScript можно использовать для разработки как на стороне клиента, так и на стороне сервера. В следующих подразделах мы приводим некоторые общие примеры использования.

Исторически веб-страницы были статичными, похожими на страницы в книге. Статическая страница в основном отображала информацию в фиксированном виде и не выполняла всего того, что мы сейчас ожидаем от современного сайта. Язык JavaScript возник как технология на стороне браузера, позволяющая сделать веб-приложения более динамичными. Используя его, браузеры могли реагировать на взаимодействие с пользователем и менять расположение контента на веб-странице.

По мере развития языка, разработчики JavaScript создали библиотеки, фреймворки и практики программирования и начали использовать его за пределами веб-браузеров. Сегодня JavaScript можно использовать для разработки как на стороне клиента, так и на стороне сервера. В следующих подразделах мы приводим некоторые общие примеры использования.

Как работает JavaScript?

Все языки программирования работают путем перевода английского синтаксиса в машинный код, который затем выполняет операционная система. JavaScript в широком смысле можно отнести к категории скриптовых или интерпретируемых языков. Код JavaScript интерпретируется, то есть непосредственно переводится в код машинного языка движком JavaScript. В других языках программирования компилятор обрабатывает весь код в машинный на отдельном этапе. Таким образом, все скриптовые языки являются языками программирования, но не все языки программирования являются скриптовыми.

Движок JavaScript

Движок JavaScript – это компьютерная программа, которая выполняет код JavaScript. Первые движки JavaScript были всего лишь интерпретаторами, но все современные движки используют для повышения производительности JIT-компиляцию или компиляцию во время выполнения.

JavaScript на стороне клиента

JavaScript на стороне клиента относится к тому, как JavaScript работает в вашем браузере. В этом случае движок JavaScript находится внутри кода браузера. Все основные веб-браузеры имеют свои собственные встроенные движки JavaScript.

Разработчики веб-приложений пишут код JavaScript с разными функциями, связанными с различными событиями, такими как щелчок мыши или наведение курсора. Эти функции вносят изменения в HTML и CSS.

Ниже представлен обзор того, как работает JavaScript на стороне клиента.

1. Браузер загружает веб-страницу, когда вы ее посещаете.

2. В процессе загрузки браузер преобразует страницу и все ее элементы, такие как кнопки, ярлыки и выпадающие поля, в структуру данных, называемую объектной моделью документа (DOM).

3. Движок JavaScript браузера преобразует код JavaScript в байткод. Этот код является посредником между синтаксисом JavaScript и машиной.

4. Различные события, такие как щелчок мыши по кнопке, вызывают выполнение связанного блока кода JavaScript. Затем движок интерпретирует байткод и вносит изменения в DOM.

5. Браузер отображает новую DOM.

JavaScript на стороне сервера

JavaScript на стороне сервера относится к использованию языка кодирования в логике внутреннего сервера. В этом случае движок JavaScript находится непосредственно на сервере. Функция JavaScript на стороне сервера может обращаться к базе данных, выполнять различные логические операции и реагировать на различные события, запускаемые операционной системой сервера. Основное преимущество скриптинга на стороне сервера заключается в том, что вы можете в значительной степени настроить ответ сайта в соответствии с вашими требованиями, правами доступа и информационными запросами сайта.

Сторона клиента и сторона сервера

Слово динамический описывает как клиентский, так и серверный JavaScript. Динамическое поведение – это способность обновлять отображение веб-страницы для генерации нового контента по мере необходимости. Разница между JavaScript на стороне клиента и на стороне сервера заключается в генерировании нового контента. Код на стороне сервера динамически генерирует новый контент, используя логику приложения и изменяя данные из базы данных. JavaScript на стороне клиента, с другой стороны, динамически генерирует новый контент внутри браузера, используя логику пользовательского интерфейса и изменяя контент веб-страницы, которая уже находится на стороне клиента. Смысл немного отличается в этих двух контекстах, но они связаны, и оба подхода работают вместе для улучшения пользовательского опыта.

Другое различие между двумя видами использования JavaScript, помимо реализации динамических функций, заключается в ресурсах, к которым код может получить доступ. На стороне клиента браузер контролирует среду выполнения JavaScript. Код может получить доступ только к тем ресурсам, которые ему разрешает браузер. Например, он не может записать содержимое на ваш жесткий диск, если вы не нажмете на кнопку загрузки. С другой стороны, функции на стороне сервера могут получить доступ ко всем ресурсам серверной машины по мере необходимости.

Что такое библиотеки JavaScript?

Библиотеки JavaScript – это коллекции предварительно написанных фрагментов кода, которые веб-разработчики могут повторно использовать для выполнения стандартных функций JavaScript. Код библиотеки JavaScript подключается к остальному коду проекта по мере необходимости. Если вы думаете о коде приложения JavaScript как о доме, то библиотеки JavaScript – это как готовая мебель, которую разработчики могут использовать для улучшения его функциональности.

Ниже приведены примеры использования библиотек JavaScript.

Визуализация данных

Визуализация данных крайне важна для пользователей, чтобы просматривать статистику, например в панели администратора, приборной панели и показателях производительности.

В таких библиотеках, как Chart.js, ApexCharts и Algolia Places, есть встроенные функции, которые можно использовать для создания веб-приложений, отображающих данные в виде графиков и карт.

Манипулирование DOM

Вы можете использовать такие библиотеки, как jQuery и Umbrella JS, чтобы упростить разработку веб-сайтов, поскольку они предоставляют код для стандартных функций сайта, таких как анимация меню, галереи изображений, кнопки, лайтбоксы и многое другое.

Формы

Математические и текстовые функции

Многие веб-приложения должны решать математические уравнения, обрабатывать даты, время и текст. Вместо того чтобы отправлять все такие запросы на сервер, эффективнее обрабатывать некоторые из них на стороне клиента. Веб-разработчики делают это с помощью библиотек JavaScript, таких как Date.js, Sylvester и JavaScript URL Library.

Что такое фреймворки JavaScript?

Как и библиотеки JavaScript, фреймворки JavaScript представляют собой набор предварительно написанных фрагментов кода, которые выполняют различные функции и могут быть использованы повторно. Однако если библиотеки JavaScript – это специализированный инструмент для использования по требованию, то фреймворки JavaScript – это полный набор инструментов, который помогает сформировать и организовать любое веб-приложение. Если представить код приложения JavaScript в виде дома, то фреймворк JavaScript – это чертеж, по которому он строится.

Вот некоторые примеры использования фреймворков JavaScript.

Разработка веб- и мобильных приложений

AngularJS – это фреймворк, который упрощает разработку и тестирование веб-приложений, таких как приложения электронной коммерции, приложения реального времени и видеоприложения. React Native – это еще один фреймворк, который поддерживает разработку мобильных приложений с естественным рендерингом для iOS и Android.

Веб-разработка с откликом

Веб-сайты с откликом обеспечивают постоянный пользовательский опыт на любом устройстве. Например, экраны мобильных устройств и планшетов меньше, чем экраны настольных компьютеров и ноутбуков. Вы хотите, чтобы сайт точно отображал и представлял данные даже на маленьком экране, не обрезая, например, концы сайта. Используя такие фреймворки, как Bootstrap и Ember.js, разработчики могут воспользоваться преимуществами отзывчивого дизайна и легко настроить внешний вид сайта на разных платформах.

Разработка приложений на стороне сервера

Node.js – это серверный фреймворк JavaScript с открытым исходным кодом, который запускает код JavaScript вне браузера. Разработчики используют его для создания масштабируемых, быстрых и надежных сетевых приложений на стороне сервера. Он может обрабатывать HTTP-запросы и потоки данных, поддерживать файловые системы и управлять несколькими внутренними процессами одновременно.

Что такое HTML и CSS?

Hypertext Markup Language (HTML) и Cascading Style Sheets (CSS) – два других языка программирования, которые разработчики используют при создании фронтенда. HTML – это основной строительный блок большинства веб-страниц. Все абзацы, разделы, изображения, заголовки и текст написаны на HTML. Контент появляется на сайте в том порядке, в котором он написан в HTML.

CSS – это язык стилевых правил, которые мы используем для применения стиля к содержимому HTML. Вы можете применять его для проектирования элементов сайта, таких как цвета фона, шрифты, колонки и границы.

HTML, CSS и JavaScript

Все три языка используются вместе, чтобы создать положительный пользовательский опыт на любом сайте. Хотя HTML и CSS в основном управляют статическим содержимым, они также могут интегрироваться с кодом JavaScript на стороне клиента для динамического обновления контента.

Например, блок кода сценария на HTML-странице может содержать JavaScript. Затем браузер может обрабатывать как HTML, так и внутренний код JavaScript, когда HTML-страница загружается в браузере.

В чем заключаются преимущества языка JavaScript?

Простота освоения и использования

Независимость от платформы

В отличие от других языков программирования, JavaScript можно вставить в любую веб-страницу и использовать со многими другими механизмами и языками веб-разработки. Написав на нем что-либо, вы можете выполнять код JavaScript на любой машине. Таким образом, JavaScript делает разработку приложений независимой от платформы.

Снижение нагрузки на сервер

Вы можете использовать JavaScript для снижения нагрузки на сервер и перегрузки сети, потому что он может выполнять логические операции и делать большую часть работы сервера на стороне клиента. Например, рассмотрим процесс заполнения регистрационной формы. JavaScript быстро проверяет, ввели ли вы 10-значный номер для поля мобильного телефона. Если бы эти запросы отправлялись на сервер, ваша страница перезагружалась бы при каждой ошибке, что сделало бы процесс регистрации очень медленным и утомительным.

Улучшение пользовательского интерфейса

JavaScript создает веб-сайты, которые делают удобным поиск и обработку сложной информации. Разработчики применяют JavaScript для расширения функциональности и читабельности, а также для повышения эффективности взаимодействия пользователя с сайтом.

Поддержка параллелизма

JavaScript может выполнять несколько различных наборов инструкций параллельно. На сервере Node.js может обрабатывать множество ответов на запросы сервера, нуждаясь при этом в меньшей пропускной способности.

Какие ограничения актуальны для JavaScript?

В языках программирования переменные используются в качестве держателей для фактических значений данных. Например, в блоке кода разработчик может написать x=5 и y=x+1. Когда код будет запущен, компьютер автоматически изменит x и y на 5 и 6, соответственно, для выполнения функций над ними. Данные могут быть различных типов, например строка текста, число или дата. Именно поэтому большинство языков программирования позволяют определить тип переменной. После определения типа переменной он не меняется; вы не можете хранить числа в строковых переменных.

Например, если вы скажете программе, что x и y – это числа, а затем выполните операцию x+y, компьютер будет знать, что нужно получить два числа и сложить их. С другой стороны, если вы определите x и y как строки, оператор + сложит две строки вместе, чтобы создать более длинное слово.

Слабо типизированный язык

JavaScript является слабо типизированным языком, что означает, что он не позволяет программисту определять тип переменной. Во время выполнения переменная может хранить любой тип данных, а операции принимают тип переменной. Результат также может быть приведен к другому типу данных (например, операция может вернуть результат в виде строки 5 вместо числа 5). Это может привести к случайным ошибкам в кодировании и ошибкам в коде из-за неправильного типа.

Что такое TypeScript?

TypeScript – это язык программирования, который улучшает JavaScript путем добавления типов в синтаксис. TypeScript добавляет дополнительный синтаксис в JavaScript, чтобы инструменты редактора кода могли выявлять ошибки кодирования на ранней стадии. В то же время код TypeScript преобразуется в JavaScript и предоставляет все те же преимущества, что и JavaScript. Он также работает в приложениях и с фреймворками и библиотеками JavaScript.

Что такое AWS SDK для JavaScript?

AWS SDK для JavaScript – это набор бесплатных библиотек JavaScript с открытым исходным кодом для интеграции с сервисами AWS. Они поддерживают разработку API, абстракции более высокого уровня и три типа приложений:

• JavaScript для браузера
• Node.js для сервера
• React Native для разработки мобильных приложений

AWS SDK для JavaScript полностью написан на TypeScript, а затем скомпилирован в JavaScript. Таким образом, вы получаете все преимущества TypeScript, не беспокоясь об обратной совместимости.

Вы можете начать работу с AWS SDK для Java, прочитав примеры кода и руководство по миграции или установив его непосредственно из GitHub.

What language is JavaScript written in?

If it’s a scripting language as the name implies it must be written in a lower level language right? Like how PHP is written in C what language is JavaScript written in?

7 Answers 7

Javascript is just a standard, more formally known as ECMAScript. It can be implemented in any language, just like any standard.

Chrome’s Javascript engine, V8, is written in C++.

From the project page:

V8 is written in C++ and is used in Google Chrome, the open source browser from Google.

V8 implements ECMAScript as specified in ECMA-262, 5th edition, and runs on Windows (XP or newer), Mac OS X (10.5 or newer), and Linux systems that use IA-32, x64, or ARM processors.

Firefox’s Javascript engine, SpiderMonkey (and now TraceMonkey) is also written in C++. And as maerics below said, Rhino is written in Java.

All the answers so far are correct, but since it hasn’t been mentioned yet, JavaScript can be written in JavaScript.

Most Javascript interpreters are written in C/C++ (V8, Nitro, etc…), however a compliant interpreter can be written in any language (Rhino→Java, Interpreter→Javascript, etc…).

Whichever language the client webbrowsers javascript interpreter was written in 🙂

Javascript is an implementation of the ECMAScript standard, but there is no singular canonical interpreter like you see with PHP.

Most of the major implementations (standalone or as parts of web browsers) out there tend to be largely written in C or C++ for performance reasons, but that’s not necessarily always the case. Rhino, an engine maintained by Mozilla, is written in Java.

Most implementations of Javascript show behaviour that is clearly caused by the use of pointers and byref parameter passing, which normally points towards the use of C, or C++

This is clearly notable for instance when you are taking apart a multidimensional array in a loop, with the help of intermediate array’s. These tend to behave very «strangely», if you are not familiar with pointers and byref passing of parameters (You need do var hlp = new Array() each time or it will overwrite the previous values which you already stored somewhere else)

I’m rather curious as to how an implementation of javascript in for instance Java, because I imagine that this kind of behaviour will be quite different in that case?

Как работает JavaScript

Ранее JavaScript предназначался для использования в веб-браузерах, однако ситуация изменилась с развитием Node. Мы знаем, как, где и когда его использовать. Но известно ли, что происходит за этими сценариями?

Даже если вы знаете это, то все равно сможете извлечь полезную информацию из данной статьи.

JavaScript — это высокоуровневый ЯП, а компьютер понимает только единицы и нули. Каким образом компьютер понимает написанный код? В этой статье мы рассмотрим ответ на один единственный вопрос: как работает JavaScript?

Движок JavaScript

Это главный герой, который отвечает за понимание компьютером JS-кода. Движок JavaScript принимает код и преобразует его в машиночитаемый язык. Он выполняет работу переводчика, преобразующего JS-код на понятный компьютеру язык. Как и JS, каждый ЯП также обладает движком, делающий написанный код понятным для компьютера.

У JavaScript есть множество различных движков, доступных для использования. На этой странице Википедии можно найти их список. Они также называются движками ECMAScript (подробнее об этом ниже).

Попробуем заглянуть внутрь движка, чтобы узнать, как преобразуются файлы JavaScript.

Что скрывает движок JavaScript

Движок — это язык, который разбивает код и переводит его. А V8 — это один из самых популярных движков JavaScript, который используется в Chrome и NodeJS и написан на низкоуровневом языке C++. Написать движок может кто угодно, что может привести к путанице.

Для поддержания контроля за этими механизмами был создан стандарт ECMA, который предоставляет характеристики написания движка и всех функций JavaScript. По этой причине в ECMAScript 6, 7, 8 и т. д. реализованы новые функции JavaScript, а движки обновлены для поддержки этих новых функций. Следовательно, необходимо проверять доступность расширенной функции JS в браузерах во время разработки.

Для примера возьмем движок V8, однако основные концепции остаются неизменными во всех движках.

Теперь рассмотрим с более технической точки зрения.

Так выглядит движок JS изнутри. Вводимый код проходит через следующие стадии:

1. Парсер
2. AST
3. Интерпретатор выдает байт-код
4. Профайлер
5. Компилятор выдает оптимизированный код

Не волнуйтесь, подробности рассмотрим в течение нескольких минут.

Однако для начала разберем важное различие.

Интерпретатор и Компилятор

Есть два способа преобразования кода в машиночитаемый язык. Концепция, о которой мы поговорим, применима не только к JavaScript, но и к большинству ЯП, таких как Python, Java и т. д.

• Интерпретатор читает код построчно и сразу выполняет его.
• Компилятор читает весь код, выполняет оптимизации, а затем производит оптимизированный код.

Рассмотрим на примере.

В приведенном выше примере функция add , которая добавляет два числа и возвращает сумму, вызывается 1000 раз.

1. При передаче этого файла интерпретатору, он читает его построчно и сразу выполняет функцию, пока цикл не закончится. Таким образом, он просто переводит код в то, что компьютер понимает на ходу.
2. При передаче этого файла компилятору, он читает всю программу, выполняет анализ действий и производит оптимизированный код на языке, который понимает машина. Это как взять X (JS-файл) и создать Y (оптимизированный код, понятный машине). Если использовать интерпретатор для Y (оптимизированный код), результат будет таким же, как при интерпретации X (JS-код).

На изображении выше показано, что байт-код — это просто промежуточный код, который необходимо интерпретировать для обработки компьютером. Как интерпретатор, так и компилятор, преобразуют исходный код в машинный код, единственное отличие состоит в том, как выполняется это преобразование.

• Интерпретатор построчно преобразует исходный код в эквивалентный машинный код.
• Компилятор сразу преобразует весь исходный код в машинный код.

Плюсы и минусы интерпретатора и компилятора

• Преимущество интерпретатора заключается в немедленном выполнении кода без необходимости компиляции, что может быть полезно для запуска JS-файлов в браузере. Однако процесс замедляется при необходимости преобразования большего количества JS-кода. Вспомните маленький фрагмент кода, в котором функция вызывалась 1000 раз. В этом случае вывод остается прежним, даже если функция add была вызвана 1000 раз. Такие ситуации замедляют работу интерпретатора.
• В таких случаях компилятор может выполнить некоторые оптимизации, заменив цикл одним числом 2 (1 + 1 добавлялось каждый раз), поскольку он остается неизменным для всех 1000 итераций. Окончательный код, который выдает компилятор, оптимизирован и выполняется намного быстрее.

Таким образом, интерпретатор сразу начинает выполнение кода, но не выполняет оптимизацию. Компилятору требуется время для компиляции кода, однако он выдает более оптимизированный код.

Теперь вернемся к основной схеме движка JS.

Итак, зная плюсы и минусы компилятора и интерпретатора, можно использовать преимущества каждого. Здесь и появляется компилятор JIT (Just In Time). Он представляет собой комбинацию интерпретатора и компилятора, и большинство браузеров теперь реализуют эту функцию для повышения эффективности. Движок V8 также использует эту функцию.

В этом процессе:

1. Парсер идентифицирует, анализирует и классифицирует различные части программы. Например, устанавливает, является ли элемент функцией, переменной и т.д. с помощью ключевых слов JavaScript.
2. Затем AST (абстрактные синтаксические деревья) создают древовидную структуру на основе классификации парсера. В AST Explorer можно узнать о том, как строится дерево.
3. Затем дерево передается интерпретатору, который создает байт-код. Как мы узнали ранее, байт-код не является кодом самого низкого уровня, однако его можно интерпретировать. На этой стадии браузер работает с доступным байт-кодом с помощью движка V8, чтобы пользователю не приходилось ждать.
4. В то же время профайлер ищет оптимизации кода, а затем передает входные данные компилятору. Компилятор выдает оптимизированный код, в то время как байт-код временно используется для рендеринга в браузере. Как только компилятор создает оптимизированный код, временный байт-код полностью заменяется новым оптимизированным кодом.
5. Таким образом используются лучшие качества интерпретатора и компилятора. Интерпретатор выполняет код, в то время как профайлер ищет оптимизацию, а компилятор создает оптимизированный код. Затем байт-код заменяется оптимизированным кодом, который является кодом более низкого уровня, таким как машинный код.

Это означает, что производительность будет постепенно улучшаться, не блокируя время выполнения.

Примечание по байт-коду

Как и в случае с машинным кодом, не все компьютеры понимают байт-код. Чтобы интерпретировать его на машиночитаемый язык, необходимо промежуточное ПО, такое как виртуальная машина, или движок (например, Javascript V8). По этой причине браузеры могут выполнять этот байт-код из интерпретатора во время вышеупомянутых 5-ти стадий с помощью движков JavaScript.

В результате возникает следующий вопрос:

Является ли JavaScript интерпретируемым языком?

Да, но не совсем. На ранних этапах JavaScript Брендан Айк создал движок JavaScript ‘SpiderMonkey’. У движка был интерпретатор, который говорил браузеру, что нужно делать. Сейчас есть не только интерпретаторы, но и компиляторы, а код не только интерпретируется, но и компилируется для оптимизации. Технически все зависит от реализации.