Skip to content

yayxs/JavaScript-Runtime

BranchesTags

Folders and files

NameName
Last commit message
Last commit date

Latest commit

 

History

7 Commits
.augment/rules
.augment/rules
 
 
.vscode
.vscode
 
 
README.md
README.md
 
 

Repository files navigation

深入浅出 JavaScript 运行时：从浏览器到 Deno、Bun 与 WinterJS

作为一名前端开发者，你每天都在编写 JavaScript，实现各种酷炫的页面效果和复杂的前端逻辑。但你是否想过，这些代码究竟是在哪里、以及如何被执行的？

很多人会立刻想到浏览器或 Node.js。没错，它们都是 JavaScript 运行时，但“运行时”这个概念远不止于此。它不等同于前端，不完全是 JavaScript 语言本身，也不仅仅是 Node.js。

简单来说，JavaScript 运行时（Runtime）是一个提供了 JavaScript 代码执行所需一切的容器或环境。它好比鱼儿生活的水，代码在这里才能“活”起来。一个完整的运行时通常包含：

  1. JavaScript 引擎：负责解析和执行 JavaScript 代码的核心，比如 Google 的 V8 或 Apple 的 JavaScriptCore。
  2. Web API / 原生 API：由环境提供的额外能力，例如在浏览器中的 setTimeout、fetch、DOM 操作，或是在 Node.js 中的文件系统（fs）操作。这些都不是 JavaScript 语言自带的。
  3. 事件循环（Event Loop）与回调队列：处理异步操作（如网络请求、定时器）的机制，是 JavaScript 非阻塞特性的关键。

本文将带你深入浅出地了解什么是 JavaScript 运行时，从最核心的 JavaScript 引擎，到我们熟悉的浏览器和 Node.js 环境，再到 Deno、Bun、WinterJS 等新兴的挑战者，并通过详细的对比分析和实际代码示例，帮助你构建一个清晰完整的知识图谱。

JavaScript 引擎：运行时的心脏

如果说运行时是 JavaScript 代码的“家”，那么 JavaScript 引擎就是这个家的“心脏”。它的核心职责就是接收我们编写的 JavaScript 代码，然后将其解析、编译并最终执行。可以说，没有引擎，JavaScript 代码就是一堆无意义的文本。

目前，市面上有许多不同的 JavaScript 引擎，但最主流、影响力最大的主要有以下几个：

  • V8：由 Google 开发，是目前最流行的引擎，被用于 Google Chrome 浏览器和 Node.js。它以其卓越的性能和 JIT（Just-In-Time）编译技术而闻名。
  • JavaScriptCore (JSC)：由 Apple 开发，为 Safari 浏览器和新兴运行时 Bun 提供动力。它同样也是一个高性能的开源引擎。
  • SpiderMonkey：由 Mozilla 开发，是第一个 JavaScript 引擎，至今仍在为 Firefox 浏览器提供支持。新兴的 WinterJS 也选择了它。

这些引擎虽然实现细节不同，但工作流程大同小异：它们读取代码，通过解析器（Parser）生成抽象语法树（AST），然后通过解释器（Interpreter）或编译器（Compiler）将其转换为机器码并执行。现代引擎大多采用 JIT 技术，结合了解释器和编译器的优点，在运行时动态优化代码，从而实现更高的执行效率。

经典运行时环境：浏览器与 Node.js

在深入了解新兴运行时之前，我们先来看看两个最重要的传统JavaScript运行时环境。

浏览器：JavaScript 的诞生地

浏览器是JavaScript最初的运行环境，也是前端开发者最熟悉的平台。每个主流浏览器都有自己的JavaScript引擎：

  • Chrome/Edge: V8 引擎
  • Safari: JavaScriptCore 引擎
  • Firefox: SpiderMonkey 引擎

浏览器运行时的特点：

  • DOM API: 提供操作网页元素的能力
  • Web API: 包括 fetch、localStorage、geolocation 等
  • 事件驱动: 基于用户交互和页面生命周期的事件系统
  • 安全沙箱: 严格的同源策略和权限控制

Node.js：服务器端的 JavaScript 革命

Node.js 由 Ryan Dahl 在 2009 年创建，它将 V8 引擎带到了服务器端，彻底改变了 JavaScript 的应用场景。Node.js 不仅仅是一个运行时，更是一个完整的服务器端开发平台。

Node.js 的核心特性：

  • 事件驱动架构: 基于事件循环的非阻塞 I/O 模型，特别适合处理高并发场景
  • 丰富的内置模块: 提供文件系统(fs)、网络(http、https)、路径(path)等核心功能
  • npm 生态系统: 拥有世界上最大的开源库生态系统，超过 200 万个包
  • 跨平台支持: 可在 Windows、macOS、Linux 等多个平台运行
  • 单线程模型: 主线程单线程，通过事件循环处理异步操作

Node.js 实际应用示例：

// server.js - Node.js HTTP 服务器
const http = require('http')
const fs = require('fs').promises
const path = require('path')

// 创建 HTTP 服务器
const server = http.createServer(async (req, res) => {
  const url = new URL(req.url, `http://${req.headers.host}`)

  // 设置 CORS 头
  res.setHeader('Access-Control-Allow-Origin', '*')
  res.setHeader('Content-Type', 'application/json')

  if (url.pathname === '/api/users' && req.method === 'GET') {
    try {
      // 读取用户数据文件
      const data = await fs.readFile(path.join(__dirname, 'users.json'), 'utf8')
      res.statusCode = 200
      res.end(data)
    } catch (error) {
      res.statusCode = 500
      res.end(JSON.stringify({ error: 'Internal Server Error' }))
    }
  } else {
    res.statusCode = 404
    res.end(JSON.stringify({ error: 'Not Found' }))
  }
})

// 启动服务器
const PORT = process.env.PORT || 3000
server.listen(PORT, () => {
  console.log(`Server running on http://localhost:${PORT}`)
})

// 优雅关闭
process.on('SIGTERM', () => {
  console.log('SIGTERM received, shutting down gracefully')
  server.close(() => {
    console.log('Process terminated')
  })
})

Node.js 的优势：

  • 成熟稳定: 十多年的发展历程，在生产环境中经过充分验证
  • 生态丰富: npm 拥有海量的第三方包，几乎任何需求都能找到对应的解决方案
  • 社区活跃: 庞大的开发者社区，丰富的学习资源和技术支持
  • 企业级支持: 被众多大型企业采用，有完善的企业级解决方案

Node.js 的局限性：

  • 安全性: 默认情况下没有权限限制，容易受到供应链攻击
  • TypeScript 支持: 需要额外配置编译工具链
  • 包管理复杂性: node_modules 依赖地狱，包版本冲突等问题
  • API 不一致: 部分 API 与 Web 标准存在差异

新时代的运行时：Deno、Bun 与 WinterJS

虽然浏览器和 Node.js 是最成熟、最主流的运行时，但技术的脚步从未停止。近年来，社区涌现出许多新的 JavaScript 运行时，它们试图解决 Node.js 的一些痛点，或是在性能、开发体验上寻求突破。其中，Deno、Bun 和 WinterJS 是三个备受关注的明星项目。

Deno：安全优先的现代运行时

Deno 是由 Node.js 的创始人 Ryan Dahl 开发的新一代 JavaScript 运行时，旨在解决 Node.js 设计中的一些根本性问题。Deno 同样基于 V8 引擎，但在安全性、开发体验和标准兼容性方面做出了重大改进。

Deno 的核心特性包括：

  • 安全优先：默认情况下，Deno 程序无法访问文件系统、网络或环境变量，除非明确授权。这种权限系统有效防止了供应链攻击和恶意代码的执行。
  • 原生 TypeScript 支持：无需配置即可直接运行 TypeScript 代码，内置类型检查和编译功能。
  • Web 标准 API：优先实现 Web 标准 API（如 fetch、WebSocket、crypto 等），最大化浏览器和服务器端代码的复用性。
  • 内置工具链：集成了代码格式化器、测试运行器、代码检查器和打包工具，提供完整的开发体验。
  • 去中心化模块系统：支持通过 URL 直接导入模块，无需 package.json 或 node_modules。

Deno 2.0 的发布进一步增强了与 Node.js 生态系统的兼容性，支持 npm 包的使用，同时保持了其独特的安全模型和现代化特性。

Deno 实际应用示例：

// server.ts - 一个简单的 HTTP 服务器
import { serve } from 'https://deno.land/std@0.208.0/http/server.ts'

// 直接使用 TypeScript，无需编译步骤
interface User {
  id: number
  name: string
  email: string
}

const users: User[] = [
  { id: 1, name: 'Alice', email: 'alice@example.com' },
  { id: 2, name: 'Bob', email: 'bob@example.com' },
]

// 使用 Web 标准 API
const handler = async (req: Request): Promise<Response> => {
  const url = new URL(req.url)

  if (url.pathname === '/users' && req.method === 'GET') {
    return new Response(JSON.stringify(users), {
      headers: { 'content-type': 'application/json' },
    })
  }

  return new Response('Not Found', { status: 404 })
}

// 启动服务器
console.log('Server running on http://localhost:8000')
serve(handler, { port: 8000 })

运行命令：

# 需要明确授权网络访问
deno run --allow-net server.ts

# 或者使用更细粒度的权限控制
deno run --allow-net=:8000 server.ts

Bun：一个多合一的工具箱

Bun 不仅仅是一个运行时，它将自己定位为一个“JavaScript 工具箱（Toolkit）”。它的核心是基于 JavaScriptCore 引擎构建的、以性能著称的运行时，旨在成为 Node.js 的直接替代品。Bun 采用 Zig 语言编写，这使得它拥有极快的启动速度和更低的内存占用。

除了作为运行时，Bun 的命令行工具还集成了：

  • 包管理器：兼容 Node.js（npm）的包管理功能，但速度极快。
  • 构建工具：可以打包、压缩 JavaScript/TypeScript 代码。
  • 测试运行器：内置了 Jest 风格的测试框架。
  • 脚本运行器：可以执行项目 package.json 中的脚本。

Bun 的目标是提供一个统一、高速、开箱即用的开发体验，减少开发者在不同工具间切换的麻烦。

WinterJS：拥抱 WinterCG 标准

WinterJS 是一个用 Rust 编写的新兴 JavaScript 运行时，基于 SpiderMonkey 引擎。它最大的特点是积极拥抱和支持 WinterCG（Web-interoperable Runtimes Community Group） 的规范。

WinterCG 是一个社区小组，致力于在所有 JavaScript 运行时（包括浏览器、Node.js、Deno 等）之间推动 API 的兼容性和互操作性。例如，让 fetch、Request、Response 这些在浏览器中常见的 API，在所有运行时中都表现一致。

通过遵循 WinterCG 标准，WinterJS 旨在让开发者能够编写“一次代码，处处运行”的 JavaScript，无论目标环境是浏览器、服务器还是边缘计算节点。

运行时对比：选择适合你的工具

不同的 JavaScript 运行时各有特色，适用于不同的场景：

特性 浏览器 Node.js Deno Bun WinterJS
主要引擎 V8/JSC/SM V8 V8 JavaScriptCore SpiderMonkey
运行环境 客户端 服务端 服务端/边缘计算 服务端 服务端/边缘
TypeScript 支持 需要编译 需要配置 原生支持 原生支持 原生支持
安全模型 沙箱+同源 无限制 权限系统 无限制 权限系统
包管理 ES模块/CDN npm/yarn URL 导入 + npm 兼容 内置包管理器 URL 导入
Web 标准 完全支持 部分支持 优先支持 部分支持 WinterCG 标准
生态系统 Web 生态 最成熟 快速发展 快速发展 新兴
主要用途 前端应用 后端服务 现代后端/CLI 工具 高性能后端 边缘计算

选择建议：

  • 浏览器：前端应用开发，用户界面和交互逻辑
  • Node.js：适合大型企业项目，需要稳定性和丰富生态系统的后端服务
  • Deno：适合注重安全性的项目，或希望使用现代 JavaScript/TypeScript 特性
  • Bun：适合追求极致性能的项目，或希望简化工具链的开发者
  • WinterJS：适合需要跨运行时兼容性的边缘计算项目

总结与展望

JavaScript 运行时的演进历程展现了技术不断发展的轨迹：

第一代：浏览器作为 JavaScript 的诞生地，为前端开发奠定了基础 第二代：Node.js 将 JavaScript 带到服务器端，开启了全栈 JavaScript 的时代 第三代：Deno、Bun、WinterJS 等新兴运行时，致力于解决前代的痛点并引入现代化特性

从 V8、JavaScriptCore、SpiderMonkey 等核心引擎，到浏览器、Node.js 等成熟环境，再到 Deno、Bun、WinterJS 等新生力量，JavaScript 运行时的世界充满了活力和创新。

对于不同阶段的开发者：

  • 初学者：建议从浏览器环境开始，理解运行时的基本构成（引擎 + API + 事件循环），然后学习 Node.js 掌握服务器端开发
  • 前端开发者：深入理解浏览器运行时的特性，关注 Web 标准的发展
  • 后端开发者：在 Node.js 基础上，可以探索 Deno 或 Bun 等现代运行时的优势
  • 架构师：需要根据项目需求选择合适的运行时，平衡性能、安全性、生态系统等因素

关注新一代运行时的发展，以及 WinterCG 等标准化动向，将帮助你把握未来的技术趋势。

AI 时代，底层技术或许会变得更加“透明”，但理解这些基础概念，能让你在面对层出不穷的新工具和框架时，始终保持清晰的认知和判断力。

扩展阅读

如果你想深入探索，这里有一些不错的资源：

运行时官方网站：

浏览器引擎与运行时：

深入学习资源：

About

JavaScript runtime

Resources

Readme
Activity

Stars

1 star

Watchers

0 watching

Forks

0 forks
Report repository

Releases

No releases published

Packages

No packages published