Основы внутреннего устройства JavaScript
С ростом популярности JavaScript команды разработчиков начали использовать его поддержку на многих уровнях своего стека — во фронтенде, бэкенде, гибридных приложениях, встраиваемых устройствах и многом другом. В этой статье мы хотим более глубоко рассмотреть JavaScript и то, как он работает.
Введение
Почти все уже слышали о концепции движка V8 и большинство людей знает, что язык JavaScript однопотоковый или что он использует очередь обратных вызовов.
В этом посте мы подробно разберём эти концепции и объясним, как же работает JavaScript. Благодаря знанию этих подробностей вы сможете писать более оптимальные приложения, надлежащим образом использующие API. Если вы работаете с JavaScript относительно недавно, этот пост поможет вам понять, почему JavaScript настолько «странный» по сравнению с другими языками. А если вы опытный разработчик на JavaScript, то он позволит вам по-новому взглянуть на внутреннее устройство JavaScript Runtime, с которым вы работаете каждый день.
В этой статье мы обсудим внутреннюю работу JavaScript в среде выполнения и в браузере. Это будет краткий обзор всех базовых компонентов, задействованных в исполнении кода на JavaScript. Мы рассмотрим следующие компоненты:
- JavaScript Engine.
- JavaScript Runtime Environment.
- Стек вызовов.
- Параллельность и цикл событий.
JavaScript Engine
Как вы, возможно, слышали ранее, JavaScript — это интерпретируемый язык программирования. Это означает, что перед исполнением исходный код не компилируется в двоичный код.
Как же компьютер может понять, что ему делать с простым тестовым скриптом? В этом и заключается работа движка JavaScript. Движок — это просто компьютерная программа, исполняющая код JavaScript. Движки JavaScript встроены во все современные браузеры. Когда файл скрипта загружается в браузер, движок исполняет каждую строку файла сверху вниз (чтобы упростить объяснение, мы не будем рассматривать поднятие (hoisting) в JS). Движок строка за строкой парсит код, преобразует его в машинный код, а затем исполняет.

У каждого браузера есть собственный движок JavaScript, но самым известным является Google V8. Движок V8 лежит в основе Google Chrome, а также Node.js.

Движки браузеров
Движок состоит из двух основных компонентов:
- Куча памяти — здесь происходит распределение памяти.
- Стек вызовов — здесь находятся стековые кадры в процессе исполнения кода.

Любой движок JavaScript всегда содержит стек вызовов и кучу. Именно в стеке вызовов исполняется наш код. А куча — это пул неструктурированной памяти, хранящий все объекты, необходимые приложению.
Runtime
Пока мы говорили только о движке JavaScript, но он не работает в изоляции. Он выполняется в среде под названием JavaScript Runtime Environment наряду со множеством других компонентов. JRE отвечает за обеспечение асинхронности JavaScript. Именно благодаря ей JavaScript способен добавлять события и выполнять HTTP-запросы асинхронно. JRE похожа на контейнер, состоящий из следующих компонентов:
- JS Engine;
- Web API;
- Очередь обратных вызовов или очередь сообщений;
- Таблица событий;
- Цикл событий.

Стек вызовов
JavaScript — это однопоточный язык программирования, то есть он имеет один стек вызовов. Следовательно, он может выполнять по одной задаче за раз.
Стек вызовов — это структура данных, по сути, записывающая, в каком месте программы мы находимся. Если мы заходим в функцию, то помещаем её в вершину стека. Если мы возвращаемся из функции, то извлекаем вершину стека. Вот и всё, что может делать стек. Давайте рассмотрим пример. Взгляните на следующий код:
function multiply(x, y) < return x * y; >function printSquare(x) < var s = multiply(x, x); console.log(s); >printSquare(5);
Когда движок начинает исполнять код, стек вызовов будет пуст. Далее выполняются следующие шаги:

Каждая запись в стеке вызовов называется стековым кадром.
Выполнение кода в одном потоке может быть довольно простым процессом, потому что не приходится иметь дело со сложными ситуациями, возникающими в многопотоковых средах, например, с взаимными блокировками. Однако выполнение в одном потоке ещё и сильно ограничивает.
Параллельность и цикл событий
Что произойдёт, когда в стеке вызовов есть вызовы функций, для обработки которых нужно огромное количество времени? Например, если нам нужно выполнить в браузере при помощи JavaScript какое-то сложное преобразование изображения.
Вы можете спросить: а почему это вообще проблема? Проблема в том, что пока в стеке вызовов есть функции, которые нужно исполнять, браузер не может делать ничего другого, он блокируется. Это значит, что браузер не может рендерить, не может выполнять любой другой код, он просто простаивает. И это создаёт проблемы, если UI в приложении должен быть отзывчивым.
Но это не единственная проблема. Как только браузер начинает обрабатывать такое количество задач в стеке вызовов, он может оказаться неотзывчивым на достаточно долгое время. И большинство браузеров предпринимают действия, выдавая ошибку, спрашивая пользователя, хочет ли он завершить выполнение веб-страницы.
Часть 2: внутреннее устройство движка

Компиляция и интерпретация
Для начала нам нужно рассказать о разнице между компиляцией и интерпретацией. Мы знаем, что процессор компьютера понимает только нули и единицы, поэтому в конечном итоге каждая компьютерная программа должна быть преобразована в машинный код, и это можно сделать при помощи компиляции или интерпретации.
При компиляции весь исходный код за раз преобразуется в машинный код. А затем этот машинный код записывается в портируемый файл, который может исполняться на любом совместимом компьютере. Здесь есть два этапа. Сначала машинный код собирается, а затем исполняется в процессоре. И исполнение может происходить намного позже компиляции.

При интерпретации используется интерпретатор, проходящий по исходному коду и исполняющий его строка за строкой. То есть двух описанных ранее этапов здесь нет. Вместо них код считывается и исполняется одновременно. Разумеется, исходный код всё равно нужно преобразовать в машинный код, но это просто происходит прямо перед исполнением, и не раньше.
JavaScript был полностью интерпретируемым языком, но проблема интерпретируемых языков заключается в том, что они гораздо медленнее скомпилированных языков. Раньше для JavaScript это было нормально, но для современного JavaScript и полнофункциональных приложений низкая производительность более неприемлема.
Многие люди по-прежнему считают, что JavaScript — это интерпретируемый язык, но это уже не так. Вместо простой интерпретации современные движки JavaScript используют комбинацию компиляции и интерпретации, называемую компиляцией Just-in-time(JIT).

Компиляция Just-in-time
При таком подходе весь код компилируется в машинный код и сразу же исполняется. То есть присутствуют два этапа обычной предварительной компиляции, но портируемого исполняемого файла нет. И исполнение происходит сразу же после компиляции. Это идеально подходит для JavaScript, потому что это намного быстрее, чем просто исполнение строка за строкой.
Современная компиляция Just-in-time языка JavaScript
В дело вступает элемент кода JavaScript, называемый движком. Его первый этап — это парсинг кода, то есть, по сути, его чтение. В процессе парсинга код преобразуется в структуру данных под названием Abstract Syntax Tree (AST). Каждая строка кода разделяется на значимые для языка элементы, например, ключевые слова const или function , а затем все эти элементы структурированным образом сохраняются в дерево. На этом этапе также выполняются проверки синтаксических ошибок. Получившееся дерево позже будет использовано для генерации машинного кода.

Допустим, у нас есть очень простая программа, показанная на рисунке слева. Она лишь объявляет переменную, а справа показано, как выглядит дерево AST для этой одной строки кода. Итак, у нас есть объявление переменной, которая должна быть константой с именем «a» и значением «23». Как вы видите, кроме этого в дереве есть ещё много другого. Представьте, насколько объёмнее оно будет для реального большого приложения.
Следующий этап — это компиляция, при которой берётся сгенерированное AST и компилируется в машинный код. Этот машинный код исполняется сразу, так как в современном JavaScript используется компиляция Just-in-time. При этом стоит помнить, что исполнение происходит в стеке вызовов движка JavaScript. Подробнее об этом мы поговорим в следующей статье.

Отлично, наш код работает, так что на этом можно закончить, правда? Ну, не совсем, потому что в движках современного JavaScript есть продуманные стратегии оптимизации. Сначала они создают очень неоптимизированную версию машинного кода, чтобы он мог начать исполняться как можно быстрее. Затем в фоновом режиме этот код оптимизируется и рекомпилируется, пока программа уже исполняется. Это можно делать почти всегда и после каждой оптимизации. Неоптимизированный код просто заменяется новым, более оптимизированным кодом, даже без приостановки исполнения. И именно благодаря этому процессу современные движки наподобие V8 так быстры.
Все эти операции парсинга, компиляции и оптимизации выполняются в специальных потоках внутри движка, доступ к которым мы не можем получить из кода. То есть они отделены от основного потока, который управляет стеком вызовов, исполняющим наш код. В разных движках это реализовано немного по-разному, но в целом, именно так выглядит современная компиляция Just-in-time для JavaScript.
- Блог компании Альфа-Банк
- Веб-разработка
- JavaScript
- Программирование
Чем занимается JavaScript-разработчик, какие знания и опыт он должен иметь

В IT-индустрии существует множество профессий и специальностей, и одной из самых высокооплачиваемых, безусловно, является JavaScript-разработчик. Чем занимается этот тип специалиста? Как стать программистом JavaScript и на какой заработок вы можете рассчитывать? Ответы на эти и другие вопросы можно найти в этой статье.
Кто такой JavaScript-разработчик и чем он занимается
- анализом проблем и поиском решений,
- созданием программного обеспечения, приложений, игр, веб-сайтов и т.д,
- составлением технической документации,
- тестированием внедряемых им/ею решений,
- реализацией проектов,
- модификацией и разработкой программного обеспечения, приложений и т.д.
Как стать разработчиком JavaScript
Многие люди, планирующие свое будущее в IT-индустрии, задаются вопросом, как стать JavaScript-разработчиком. Ну, в основе, конечно, лежит простое освоение JavaScript, а затем оттачивание навыков на практике. Должен ли программист JavaScript иметь высшее образование? Конечно, нет, но стоит отметить, что это может быть преимуществом, особенно среди юниоров. Отсутствие образования в этом направлении, однако, никого не лишает шансов, ведь соответствующую компетенцию можно получить, участвуя в специализированных курсах или черпая знания из Интернета. Однако самое главное — это практика, поэтому стоит принять участие в стажировках, практиках или придумать решения так сказать «в стол». Это позволит вам создать собственное портфолио, а значит, привлечь внимание рекрутеров и получить свою первую работу по специальности.
Что должен уметь JavaScript-разработчик
Как следует из названия, JavaScript-разработчик должен знать, как программировать на языке JavaScript. Кроме того, он должен уметь пользоваться следующими инструментами:
- AngularJS, Vue.js, React — это фреймворки, позволяющие упростить создание программного обеспечения;
- GIT — это специальная система контроля версий, позволяющая работать удаленно в команде, сохраняя все изменения и исправления;
- JIRA — инструмент для отслеживания ошибок и управления проектами;
- JavaScript TDD — техника, при которой разработчик сначала создает тесты для функционала, который еще не существует, и только потом пишет код для него.
Конечно, существует гораздо больше IT-инструментов и технологий, которые должен знать JavaScript-программист. Поэтому JavaScript-разработчик должен постоянно саморазвиваться и осваивать новые знания.
JavaScript-разработчик — вакансии для Junior
По оценкам экспертов, в настоящее время в России не хватает около 80 тысяч программистов. Конечно, компании отмечают спрос не только на JavaScript-разработчиков, но многие из них работают именно по этой специализации. Означает ли это, что Junior JavaScript developer не будет иметь проблем с трудоустройством? К сожалению, нет, потому что компании охотнее всего нанимают специалистов с опытом, которые могут сразу же принести пользу команде. Конечно, это не означает, что у начинающего программиста нет шансов найти работу. Однако ему или ей следует набраться терпения и составить резюме, которое будет выделяться среди других кандидатов.
Где может найти работу JavaScript-разработчик
JavaScript-программист может работать во многих местах. Самыми очевидными кажутся IT-компании, но JavaScript-разработчиков также охотно нанимают банки, страховые компании или корпорации. Интересным местом работы также могут быть рекламные и интерактивные агентства или различные виды стартапов. Конечно, при поиске работы опытные программисты учитывают не только предлагаемую зарплату, но и возможности для развития или участия в интересных проектах.
Что должен знать начинающий JavaScript-разработчик
Как уже упоминалось, спектр знаний и навыков, которыми должен обладать программист JavaScript, очень широк. Но с чего начать? Чем должен обладать Junior JavaScript-разработчик? Начинающий JavaScript-разработчик, конечно же, должен знать саму JavaScript и хотя бы один фреймворк. Также необходимо знать технический английский язык, поскольку он позволяет читать сообщения и создавать документацию. Исходя из этого, вы можете претендовать на вакансию Junior JavaScript developer и затем развивать свои навыки на практике. Конечно, очень важно также иметь желание учиться и осознавать, что знания в IT-индустрии устаревают очень быстро.
Сколько зарабатывает JavaScript-разработчик
Как уже было сказано, программист JavaScript может рассчитывать на очень достойную зарплату. Однако ее размер зависит от многих факторов, к которым относятся, в частности, уровень опыта, форма занятости, размер компании или размер города, в котором она расположена. По данным экспертов, Junior JavaScript developer может рассчитывать на заработок в диапазоне от 100 до 160 тыс. рублей в месяц. Mid, то есть человек с минимальным двухлетним опытом работы по профессии получает зарплату в пределах от 180 тыс. до 280 тыс. рублей. Самые высокие заработки, безусловно, у senior developer, так как опытный программист JavaScript зарабатывает от 260 до 360 тысяч рублей.
Как это выглядит за рубежом? В Германии средняя зарплата у JavaScript-разработчика колеблется в пределах 5-7 тысяч евро в месяц. Специалисты в США также могут рассчитывать на высокие зарплаты, где средняя зарплата JavaScript-программиста колеблется в пределах 120-130 тыс. долларов США за год, или около 10-11 тысяч долларов США в месяц.
JavaScript-разработчик — перспективы карьерного роста и развития
JavaScript Developer — одна из самых перспективных специальностей в IT-индустрии. Это связано с тем, что JavaScript в настоящее время является самым популярным языком бэкенда, используемым в России. Более того, это очень универсальный язык, который идеально подходит для программирования всех видов веб-сайтов и приложений. Стоит также знать, что знание JavaScript и связанных с ней технологий и инструментов может стать отличной основой для развития в других направлениях IT и получения дальнейшей специализации. Поэтому JavaScript-программисты не могут жаловаться на проблемы с трудоустройством или низкую заработную плату.
Подводя итог, следует сказать, что JavaScript-разработчик — это очень привлекательная профессия, занятие которой может принести огромное удовлетворение. Это также востребованная и трудоемкая специализация, что обусловлено огромным объемом знаний, которые необходимо приобрести, и тем, что их постоянно нужно расширять и обновлять.
Программирование на JavaScript
Большинство современных сайтов интерактивны. Анимация, всплывающие окна, подсказки, оповещения, меню, формы для заполнения, фотогалереи и слайдеры – все эти элементы делают сайт «живым», интересным и удобным для использования. За взаимодействие с посетителем на интернет-ресурсе отвечает JavaScript – сценарный язык программирования. На нем прописывают, как сайт должен реагировать на каждое действие пользователя. Сегодня веб-разработка является самым популярным и быстрорастущим IT-направлением, а веб-разработчики создают и обслуживают сайты и веб-приложения. Веб-разработчик может верстать веб-страницы, создавать современные веб-приложения, разрабатывать архитектуру серверной части сайтов и приложений, настраивать SEO сайтов. Каждая из этих задач требует владения определенным набором навыков и умений. Для работы над подавляющим большинством веб-проектов требуется хорошее знание языка JavaScript. Данный курс рассчитан на учеников от 11 лет. Он является прямым продолжением курса «Web-мастеринг».
Зачем изучать JavaScript детям? Интересные факты о JavaScript
- JavaScript появился в середине 90-х и сразу захватил мир. Мода на динамические сайты сделала этот скриптовый язык, встроенный по умолчанию во все браузеры, самым распространенным в мире.
- Изначально этот популярный язык программирования использовался в веб-разработке, но позже его стали применять для серверного программирования, создания мобильных приложений и даже робототехники. Так JavaScript стал полноценным и многофункциональным языком.
- JavaScript — это лучший друг HTML и CSS. HTML задает разметку сайта, CSS отвечает за внешний вид, а JavaScript все это «оживляет».
- Сейчас JavaScript — это единственный язык программирования для браузеров. Он работает под Windows, macOS, Linux и на мобильных платформах, то есть везде. Без знания JavaScript нечего делать в программировании интерактивных сайтов.
- JavaScript идеально подходит для детей – в качестве первого языка программирования и для обучения основам веб-разработки.
- Он достаточно прост, но содержит все фундаментальные вещи: алгоритмы, объектно-ориентированную модель, структуры данных.
- Рекомендуется начинать обучение детей программированию на JavaScript, потому что синтаксически он похож на язык C (Си). Изучение JavaScript дает базовое представление обо всех «си-образных» языках: С++, C#, Java, PHP. Изучив основы JavaScript, можно продолжить углублять свои знания в сфере веб-разработки.
- разберут теорию на наглядных примерах;
- познакомятся с JavaScript и основами практического программирования;
- узнают основы синтаксиса языка программирования;
- увидят работу программных алгоритмов в действии;
- изучат основы работы с HTML-документом;
- самостоятельно создадут собственное веб-приложение с нуля;
- разовьют логическое и творческое мышление;
- получат отличную базу, которая позволит без труда выучить любой другой язык программирования.
Программисты JavaScript очень востребованы и с каждым годом необходимость в них только возрастает. Подарите вашему ребенку возможность овладеть навыками перспективной профессии.
Пример финального проекта курса «Программирование на JS»:
Рекомендация: Перед прохождением данного курса рекомендуется пройти курс «Web-мастеринг».
- Ознакомиться с документацией об используемых в примере html-тегах » ul >» и » li >». Сделать это можно здесь.
- Ознакомиться с документацией об используемых css-свойствах. Сделать это можно здесь.
- Скачать IDE Brackets можно здесь.
- Скачать систему контроля версий Git можно здесь. Устанавливается она по принципу «Далее > Далее > Готово».
- Скачать визуальный клиент для Git — TortoiseGit можно здесь. Устанавливается она по тому же принципу.
Секреты CSS. Идеальные решения ежедневных задач (2016)
Автор: Леа Веру
Скачать книгу на русском — здесь.
По завершении курса каждый ученик получает именной сертификат от CODDY
