编写跨运行时的 JavaScript 程序

2023-10-23 14:25:34 浏览数 (1)

前端技术百花齐放，但割裂也是全方位的：

  • 小程序。小程序是中国特色
  • 视图框架： React、Vue 等视图框架割据。甚至框架大版本升级也会进一步造成割裂。前有 Angular、后有 Vue 2/3、现在 React RSC 也饱受争议
  • 服务端 vs 客户端。随着 SSR 以及全栈框架的流行，前端需要考虑编写服务端/客户端的同构代码，即 Write Once, Run on Both Client and Server。那 React Server Component 的 ‘use client’、’use server’ 的写法可能会进一步加剧这种心智负担
  • 浏览器兼容性。浏览器兼容性适配是每个前端开发者必备的技能，现在很多开发者都不知道那个被 IE 蹂躏的年代。
  • npm、yarn、pnpm、pnpm 7、8… bun！
  • Webpack、Vite…
  • …

前端一年，人间三年，技术迭代之快，一般人还真的很难跟上。前端开发者似乎一直摆脱不了’兼容性‘、’跨平台‘、碎片化的这些话题。

不过也有好的一面，这恰巧说明它生命力非常旺盛，前端开发的边界也一而再地被拓宽，打脸了前端已死的论调。

在 JavaScript 运行时（Runtime）领域，近些年也诞生了若干个 Node.js 的挑战者，比如 Deno、Bun…

Deno，Destroy Node?

Deno 和 Node.js 的创造者都是 Ryan Dahl， 如果说 Nodejs 是奥创，那个 Deno 就是为了打败奥创而发明的“幻视”。

从它的名字就可以看出，它的目标就是为了解决 Node.js 的设计缺陷。

Deno 一开始主打的特性是： 安全、开箱即用的 Typescript 支持、去中心化的模块、支持标准的 Web API、性能(基于 Rust)、完整的开发工具链(单元测试、格式化、检查等)

Deno 对标法

但是仅凭这些在 Node.js 庞大的生态市场面前，就是蚍蜉撼树:

事实对标法

所以，Deno 还是向现实低了头，在 Deno 1.28 开始就支持导入 npm 模块、Node.js 内置模块：

代码语言：javascript复制
import { readFileSync } from 'node:fs'

console.log(readFileSync('deno.json', { encoding: 'utf8' }))

Deno 作为一个二次创造的‘轮子’，自然在设计上、开发者体验上面要更加优秀。

除了从历史失败的设计中吸取的教训，它也从其他编程语言，譬如 Rust、Go 借鉴了一些设计和工程理念。

比如在设计方面，去中心化的模块加载、安全模型、向 Web 标准 API 看齐、开箱即用的 Typescript；

在工程化方面则体现在内置单元测试、基准测试、格式化、文档生成、打包成可执行文件。

在当前被各种‘过度’工程化蹂躏的阶段，显得难得可贵。

Nextjs 的配置地狱

我觉得，另外一个比较重要的亮点就是向 Web 标准 API 看齐。和浏览器兼容是 Deno 的目标之一

比如支持使用 URL 来加载模块；还有一些看起来在服务端用不上的 API，如 Location、Navigator、localStorage，甚至还有 window

Web 标准 API 经过更加严格的设计，在质量和稳定性上都要较高的保证。

上文我们也提到了客户端/服务端的同构应用的开发，会给开发者带来额外的心智负担，那么对齐浏览器和服务端的 API 就可以缩小这个 Gap, 降低学习成本。

还有一个重要的意义如本文标题所示 —— 跨平台。

不管是运行在浏览器、Worker、 Node.js、Deno、Bun、小程序的逻辑线程、还是各种云服务厂商提供的边缘计算运行时(Edge Runtime, 例如 Vercel Edge Function、Cloudflare Workers)、Serverless 运行时。Web 标准 API 将会是那条最低“水位线”

很多边缘计算/Serverless 运行时，出于轻量化和安全性考虑，仅支持部分 Web 标准 API。

不同运行时的对比，来源 Nextjs 官网

虽然现在各种 runtime 比较割裂， 不过我相信未来它们将走向统一的道路，谁能担此重任？

现在还不清楚，可能是 Bun、可能是 Deno，也有可能还是 Nodejs 吞并了其他竞争者，毕竟它也不是停滞不前(下文会详细介绍) 。

但不管怎样， Web Standard API 将在这个统一的道路上扮演重要的角色。

Bun 1.0！

再看看 Bun，包子!

它也才发布一年多，在我落笔的此刻，它刚好也发布了 1.0 版本。

它的宣传点就是 —— 快

它的目的很简单，就是为了取代 Node.js，就是要提供一个更快的运行时，消灭现在复杂的开发乱象。同时尽量不影响现有的框架和程序的运行（兼容 Node.js）

用”兼容并包”来描述它最好不过，比如它同时支持 ESM 和 CommonJS，甚至允许这两个模块在一个文件中并存，而现在主流的观点是 CommonJS 是一个过时的技术。

因此除了作为运行时，开箱支持 Typescript 之外。他还将提供比 Deno 更丰富的工具链：

  • 包管理器。扬言要取代 pnpm、yarn、npm
  • 打包工具。拳打 Vite、脚踢 rollup、深度碾压 Webpack
  • 测试运行器。Vitest、Jest 在它面前就是弟弟
  • …

大有一番一统天下的架势（取代 Node、npm、webpack、jest 等）。不过是不是‘大杂烩’， 能不能吃得下这么多大饼还不确定，交给时间去验证吧！

Node 变得越来越好

不管是 Deno、还是后来的搅局者 Bun。我们可以发现一些趋势：

  • 除了核心的运行时，他们还花了很多精力打造一套开箱即用、开发工具链，更加注重开发体验。
  • 更加注重香 Web 标准 API 对齐。

有了这些鲶鱼，Node.js 也不是等着挨打的，这不：

  • 20.0
    • 内置支持 .env 文件，node --env-file=config.env index.js
    • 支持 await using
    • 加入了实验性的权限模型，借鉴 Deno
    • 单元测试运行器稳定了。Node 可以直接写单元测试了
    • Web Crypto API
    • 性能优化
  • 19.0
    • 支持 —watch ，可以取代 nodemon
  • 18.0
    • Web Streams API
    • 引入实验性的单元测试运行器
    • 引入实验性的 watch mode
    • 支持 File 类
    • 支持编译从单文件可执行文件
    • 引入 Web Crypto API
    • 引入实验性的 ESM Loader Hooks API
  • 17.0
    • 引入实验性的 fetch
    • 支持 JSON Import assertions
    • readline 模块支持 Promise API
  • 16.0
    • Timer Promise API
    • 引入实验性的 Web Streams API
    • 引入 Corepack
    • Importing JSON modules now requires experimental import assertions syntax
    • 新增 util.parseArgs 可以解析命令行参数
    • 新增 --experimental-network-imports 可以像 Deno 一样导入 HTTP/HTTPS 模块
  • 14.0
    • 正式支持 ECMAScript Modules
    • 支持 Top-Level Await
    • 支持 EventTarget
    • 实验性的 AsyncLocalStorage
    • 支持 AbortController 和AbortSignal
  • …

Node.js 正在变得更加‘现代’，尤其是近几个版本不乏有 Web API、工具链、性能优化这些更新。

所以，不管你用不用 Deno、Bun, 都要感谢它们让 Node 变得越来越好用。

与此同时，通过这些变化趋势，我们可以推测这些运行时会变得越来越同质化。卷嘛

编写跨运行时程序 —— Web Standard API

随着运行时的百花齐放, 越来越多的现代的前端‘框架’ 都避免自己和 Node.js 直接耦合。

比如 Remix、Qwik、Astro、SvelteKit…

qwik 支持的部署平台

SvelteKit 各种平台的适配器

Astro 不建议你直接使用 Node.js API

在 Next.js 下，为了支持你的程序跑在不同的运行时上，也强加了一些约束，比如：

Middleware 的 request、response 继承自 Request 和 Response，只能进行非常有限的逻辑处理

Route Handler 使用的就是 Web Request / Response API

代码语言：javascript复制
import { cookies } from 'next/headers'

export async function GET(request: Request) {
  const cookieStore = cookies()
  const token = cookieStore.get('token')

  return new Response('Hello, Next.js!', {
    status: 200,
    headers: { 'Set-Cookie': `token=${token.value}` },
  })
}

page 和 layout 支持指定 runtime, 如果是 edge 只能使用受限的 Web API。Next.js 在构建时会严格检查你是否使用非法 API.

代码语言：javascript复制
// app/page.tsx
// ❌ fs/promises 模块找不到
import fs from 'fs/promises'

export const runtime = 'edge'

export default async function Home() {
  const content = await fs.readFile('package.json', 'utf-8')
  return (
    <main className="flex min-h-screen flex-col items-center justify-between p-24">
      {content}
    </main>
  )
}

自‘去 JavaScript’ 之后，似乎 ’去 Node.js’ 也是一波潜在的小趋势。

而编写跨运行时的 JavaScript 程序的秘诀在于：尽量往 Web Standard API 靠拢，比如：

  • 在设计服务端程序时，优先使用 Request、Response 、URL、Blob 这些 Web API 来响应 HTTP 请求；
  • 使用 fetch 、WebSocket 进行网络请求；
  • 文件系统操作可以使用 File API、File System API、Web Stream API；
  • 使用 Worker 跑多线程任务；
  • 还有强大的 WebAssembly …

当然，目前 Web API 的还是功能太弱了，毕竟不是专门为服务端设计的，很难覆盖复杂的需求。因此短期内 Node.js 还难以撼动，JavaScript 运行时领域也还会继续内卷。

期待有一天 Web Standard API 能一统天下，那时候就无所谓 Deno、Bun、还是 Node 了。

扩展阅读

  • Vercel Edge Runtime
  • Deno Web Platform APIs
  • Custom ESM loaders
  • Nextjs Edge and Node.js Runtimes
javascript 程序 服务端 前端 设计

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