JavaScript уже на протяжении многих лет занимает лидирующие позиции как самый часто используемый язык программирования. Он работает практически во всех современных браузерах и совместим с такими операционными системами, как Windows, Linux и macOS.
Вопрос в том, что же происходит «под капотом», что позволяет JavaScript работать в браузере или вне его?
Среда выполнения JavaScript – это программное обеспечение (платформа), которая предлагает инструменты/библиотеки/инфраструктуру, необходимые для выполнения кода JavaScript на компьютере. Среда выполнения определяет, к каким глобальным объектам ваша программа JavaScript будет осуществлять доступ, а также оказывает влияние на то, как эта программа будет работать.
Как работает среда выполнения JavaScript?
JavaScript – это интерпретируемый язык. Это значит, что у нас есть интерпретатор JavaScript, который интерпретирует исходный код строчка за строчкой, прежде чем он будет выполнен движком JavaScript. Однако у современного JavaScript есть такие функции, как JIT-компиляция, то есть компиляция «на лету», которая позволяет движку JavaScript преобразовывать JS-код в машинный непосредственно перед его выполнением.
Среды выполнения JavaScript можно разделить на две категории: среда выполнения браузера и серверная среда выполнения.
Вне зависимости от типа среда выполнения, как правило, состоит из:
- Движка JavaScript, который интерпретирует и выполняет код. Разные браузеры используют разные движки. Например, Chrome использует V8, Safari – WebKit/JavaScriptCore, а Firefox – SpiderMonkey.
- Веб-API, которые обеспечивают доступ к таким функциям, как DOM-модель, таймеры и запрос данных.
- Очереди обратных вызовов, предназначенной для хранения обратных вызовов от веб-API.
- Очереди заданий, предназначенной для хранения await-операций и промисов.
- Цикла событий, который проверяет очередь заданий и обратных вызовов и передает их обработчику для выполнения задач.
Среда выполнения JavaScript может оказаться крайне полезной, так как она:
- Позволяет запускать код JavaScript вне браузера. Среда выполнения обеспечивает доступ к встроенным объектам и библиотекам, необходимым для выполнения кода JavaScript на компьютере.
- Сокращает количество взаимодействий с сервером. Среда выполнения JavaScript позволяет проверять данные, вводимые пользователем, перед их отправкой на сервер. Такой подход снижает трафик сервера, что, в свою очередь, приводит к снижению нагрузки на него.
- Экономит пропускную способность. Среда выполнения не обращает внимание на то, где вы размещаете свой код JavaScript, а это значит, что код всегда будет выполняться на клиенте.
Ниже приведен список лучших сред выполнения JavaScript, которые вы можете попробовать уже сейчас.
1. Bun
Bun – это платформа, с помощью которой разработчики могут собирать, тестировать, запускать и объединять проекты TypeScript и JavaScript. Эта среда выполнения с множеством функциональных возможностей и набором инструментов включает в себя систему выполнения тестов, сборщик и менеджер пакетов, которые совместимы с Node.js. Bun работает на таких операционных системах, как Windows, Linux и macOS.
Главные особенности:
- Полная совместимость с Node.js. Используя Bun, вы можете настроить все необходимые модули Node в package.json.
- Высокая скорость. Bun использует Zig для того, чтобы расширить возможности основного движка JavaScript.
- Поддержка TypeScript. Bun позволяет выполнять все файлы с расширениями .tsx и .ts без какой-либо дополнительной настройки.
- Режим наблюдения. Добавьте в свой код флаг -watch, и Bun автоматически перезапустит процесс при изменении любого импортированного файла.
Bun в большей степени предназначен для запуска серверного JavaScript. Он увеличивает продуктивность разработчиков, уменьшая при этом сложность и повышая производительность. Используя Bun, вы можете применять все стандартные API, например, WebSocket, ReadableStream, Formdata, Response и Request.
2. Deno
Deno – это «среда выполнения JavaScript нового поколения». В ее основе лежит движок JavaScript V8, и она совместима со всеми предыдущими версиями npm и Node.js. Deno предназначена для поддержки расширений JavaScript, например, JSX и TypeScript, и не требует для этого никакой дополнительной настройки или этапов сборки.
Это программное обеспечение имеет несколько встроенных инструментов, таких как система выполнения тестов, линтер, который избавит вас от ошибок, а также средство форматирования кода, которое приведет ваш код в приличный и читабельный вид. Платформа создана для использования в облаке. В таком случае, чтобы развернуть свое приложение, вы можете воспользоваться Deno Deploy или любым другим облачным сервисом, который вам подходит.
Главные особенности:
- Безопасность по определению. Данный инструмент задуман с целью ограничить доступ к конфиденциальным API-интерфейсам среды выполнения. Эта особенность позволяет Deno защитить вашу инфраструктуру JavaScript от внедрения вредоносного кода.
- Согласованный код. Deno использует стандартные API, что гарантирует согласованность кода, передаваемого между браузером и сервером.
- Высокопроизводительные сетевые технологии. Deno предлагает встроенную поддержку HTTP2, Websocket и HTTPS.
Deno предназначен для работы с такими облачными сервисами, как Microsoft Azure, Cloudflare, AWS Lambda, Google Cloud Run и т.д.
3. Node.js
Node.js – это кроссплатформенная среда выполнения JavaScript с открытым исходным кодом. Этот инструмент был задуман как высокопроизводительный, поэтому в его основе лежит движок JavaScript V8.
Обычное приложение Node.js не создает новый поток для каждого запроса, так как инструмент должен запускать все в одном процессе. В его стандартной библиотеке есть набор примитивов операции асинхронного ввода-вывода, которые не дают заблокировать код JavaScript.
Главные особенности:
- Неблокируемая и асинхронная
- Кроссплатформенная
- Событийно-управляемая и однопоточная
- Включает в себя NPM (Node Package Manager)
Node.js предназначен для обработки нескольких одновременных подключений в рамках одного сервера. Когда инструмент выполняет операцию ввода-вывода, например, пытается получить доступ к базе данных, он возобновляет операции только после того, как вернется ответ вместо того, чтобы блокировать поток и тратить ресурсы ЦП.
4. Blueboat
Blueboat – это среда выполнения JavaScript без сервера. Платформа может работать со стандартными API и имеет встроенные функции, такие как Request, Response, URL и fetch(). Так как Blueboat – это распределенная нативная система, она делает акцент на простоте масштабируемости, при которой локальные ресурсы заменяются облачными эквивалентами.
Главные особенности:
- Быстрая, так как использует движок V8 и Rust
- Предназначена для обработки данных и внешних API, и имеет в своем арсенале функции кодирования, синтаксического анализа и преобразования
- Безопасная и эффективная работа в режиме коллективной аренды
- Мощные примитивы распределённой системы
Blueboat работает с большинством сборщиков пакетов JavaScript/TypeScript. А это значит, что для создания своего проекта JavaScript вы можете использовать Webpack, Bun и даже esbuild. Вы можете развернуть свой проект Blueboat для работы как в режиме коллективной аренда, так и для одного пользователя.
5. Napa,js
Napa.js – это многопоточная среда выполнения JavaScript. В основе этой платформы лежит V8, и изначально она была разработана для поддержки разработки высокоитеративных сервисов в Bing. Однако эта среда выполнения немного изменилась и стала хорошим дополнением к Node.js.
Главные особенности:
- Многопоточная среда выполнения
- Совместимость с Node.js и NPM
- Упакована как модуль Node.js, но ее также можно встроить в систему
Napa.js отлично работает над решением задач, время которых зависит только от быстродействия процессора, так как может выполнять JavaScript в нескольких изолятах V8 и передавать между ними данные. Инструмент представляет собой модуль Node.js. Впрочем, если вы не хотите использовать его как зависимость Node.js. вы можете встроить его в хост-процесс.
6. ChakraCore
ChakraCore – это JS-движок с C API, с помощью которого разработчики могут добавлять JavaScript в любой С-совместимый проект. Он отлично работает на таких операционных системах, как Windows, Linux и macOS. Платформа имеет несколько диагностических API в формате JSON. Эти API не зависят от какой-то конкретной платформы, и вы можете обеспечить их взаимодействие между различными реализациями.
Главные особенности:
- Многоуровневая архитектура
- Межплатформенный
- Наличие С API
В основе движка лежит многоуровневая архитектура. Такая архитектура подразумевает параллельную работу нескольких JIT-компиляторов, которые создают высокооптимизированный код, интерпретатора, который помогает выполнить быструю настройку, а также фонового сборщика мусора, который обеспечивает способность пользовательского интерфейса приложения к быстрому реагированию.
7. WasmEdge
WasmEdge – это расширяемая легкая среда выполнения WebAssembly для граничных, облачно-ориентированных и децентрализованных приложений. Она поддерживает работу встроенных функций, бессерверных приложений, устройств Интернета вещей, смарт-контрактов и микрослужб.
Платформа представляет собой структурированную изолированную среду выполнения для программ в виде байт-кода WebAssembly. Это программное обеспечение защищает и изолирует ресурсы операционной системы, такие как процессы, переменные среды, сокеты и файловые системы.
Главные особенности:
- Кроссплатформенная поддержка
- Работает с JavaScript, Rust, Go и С
- Легко встроить в хост-приложение
- Облачное управление и оркестровка
Вы можете использовать WasmEdge со стандартными API и модулями ES6. Эта среда выполнения также совместима с модулями Node.js и NPM. Кроме того, с помощью WasmEdge разработчики могут реализовывать API JavaScript в Rust.
8. Ts-node
Ts-node – это REPL для Node.js и механизм выполнения для TypeScript. С помощью этого инструмента разработчики могут выполнять TypeScript на Node.js, пропуская этап компиляции. Ts-node проверяет версию Node и автоматически предоставляет соответствующие параметры по умолчанию.
Главные особенности:
- Дополнительная проверка соответствия типов
- Взаимодействует с инструментами командной строки, системами выполнения тестирований и отлачиками
- Позволяет использовать сторонние транспиляторы
- Автоматический анализ tsconfig.json
- Цикл чтение-вычисление-вывод (REPL - Read Evaluate Print Loop), который принимает некоторое выражение в качестве пользовательского ввода и после выполнения всех вычислений выводит результат
Цель разработки Ts-node – поддержка множества параметров. Вы можете указать эти параметры на программном уровне как переменные среды (через tsconfig.json) или как флаги CLI. Рекомендуется использовать именно первый вариант.
9. JerryScript
JerryScript – это легкий JS-движок, который запускают на устройствах с ограниченными ресурсами, например, микроконтроллерах. Движок имеет в своем распоряжении лишь 64 Кб оперативной памяти, а объем ПЗУ ограничен до 200 Кб. JerryScript поддерживает локальную компиляцию и выполнение, а также обеспечивает доступ к периферийным устройствам с помощью JavaScript.
Главные особенности:
- Оптимизирован под низкий уровень потребления памяти
- Соответствует стандарту ECMAScript 5.1
- Компилирует код JavaScript в байт-код через снимки состояний
- Написан на С99 для обеспечения максимальной переносимости
Этот движок предлагает огромное количество различных параметров конфигурации, которые вы можете использовать для включения/выключения определенных функций. Вы можете изменить значение параметра, добавив определения CMake, с помощью аргументов в сценарии tools/build.py или определив специальный препроцессор С.
Заключение
Теперь вы знаете немало сред выполнения JavaScript, и вы можете воспользоваться любой из них для создания своего следующего проекта JavaScript. Несмотря на то, что самой популярной средой выполнения является Node.js, вам ничто не может помешать воспользоваться любой другой – все зависит от целей вашего проекта и ваших предпочтений.
