Deno 钻研之术

精读《Deno 2020 官方回顾及 2021 展望》

随着 API 的稳定化改造、若干大型基础架构的重构，以及诸多备受关注功能的开放，Deno 1.0 版本正式发布。2020 年，Deno 迎来了众多的挑战和变化。

请填写这份 Deno 调查问卷来向我们反馈以让 Deno 在 2021 年变得更好。

下文是 Deno 的 2020 年度回顾。

一月：再见 libdeno，你好 rusty_v8§

libdeno 是一个 C++ 库，可以方便地桥接 Deno 中的 V8 引擎和 Rust 代码。此库难以理解，也难以在其上开发额外的功能。基于这种情况，最终导致了 rusty_v8 于 2019 年秋季诞生。rusty_v8 是一个为 V8 引擎提供相关 API 的 Rust crate。同年 12 月，rusty_v8 已具备所有必需的 binding 条件来替换 libdeno。这项工作始于 2019 年年底，当时先使用 rusty_v8 重写了 libdeno 的一部分。由于 Deno 代码库中测试覆盖率的不断提高，我们很有信心地继续推进，并在两周内完成了这项工作。libdeno 最终在 0.29.0 版本中被完全替换删除，此后 rusty_v8 也经历了绑定类型安全性相关的重要重构。

本月发布的版本：0.28.0、0.28.1、0.29.0、0.30.0、0.31.0。

精读笔记：

  • libdeno：由 C++ 编写，早期是用来连接 TS/JS 和 V8 的通道。
  • rusty_v8：libdeno 的替代品，2019 年年底开始开发，为 V8 的 C++ API 提供更高质量的 Rust 绑定。
  • V8：Google 的一个开源 JavaScript 引擎。其一个非常大的项目（超过 600,000 行 C++），通常需要 30 分钟才能编译。此外，V8 依靠 Chromium 的定制构建系统（gn + ninja），在 Chromium 之外不容易使用。
  • Rust：Rust 语言快且内存效率高，没有运行时和垃圾收集器。Rust 的丰富类型系统和所有权模型保证了内存安全性和线程安全性，能够在编译时消除许多类的错误。

参考资料：

二月：deno fmt 现由 dprint 构建、deno test 子命令§

本月我们彻底地重构了 deno fmt。与此之前，deno fmt 是一个简单的子命令，其在背后只是最终指向 prettier 的“deno run”的一个别名。这意味着在首次运行 deno fmt 以及每次 prettier 升级后，用户都必须下载 prettier 的最新版本。这和 Deno 承诺的内置工具开箱即用的原则很不契合。同时，prettier 真的很慢，其性能也有很多问题。

我们被推荐了 David Sherret 的 dprint 库——一个基于 Kang Dong Yun 的 SWC JavaScript 解析器、并由 Rust 编写的代码格式化工具。dprint 可以和 prettier 库一样的工作，但速度却要快上好几个数量级。经过了一些初步测算后，我们决定在 deno fmt 中使用 dprint。

deno test 也有在首次运行该命令时从标准库中下载模块的问题。这导致添加了新的 Deno.test() API，并且 deno test CLI 子命令也让测试成为了 Deno 的一等公民。

本月发布的版本：0.32.0、0.33.0、0.34.0、0.35.0。

精读笔记：

  • deno fmt：Deno 内置工具之一，用来格式化 TypeScript/JavaScript 代码。早期依赖 prettier，现在由基于 Rust 语言的 dprint 提供支持，速度和性能都有所提高。
  • deno test：deno 内置工具之一，开箱即用提供测试基本功能。
  • prettier：Node 下知名的可配置式代码格式化工具，可以在编辑器、预提交或 CI 等诸多环境中来格式化多种语言（TS/JS/CSS/HTML/GraphQL/YAML/Markdown 等），更多的语言可以通过社区插件支持。
  • dprint：支持定义插件和配置的代码编辑器，由 Rust 语言构建。速度很快，插件支持 URL 或文件导入（WebAssembly）。支持格式化 TS/JS/JSON/C#/VB/Markdown 等文件，同时也有 Prettier 的插件。目前处于早期积极开发中。
  • SWC：是一个基于 Rust 的JavaScript/TypeScript 解析器，性能极好。JavaScript 的解析器包括的实施规范起始于 ESTree 项目，常见的基于 JS 开发的 JavaScript 解析器包括 uglify-js、Esprima、acorn、@babel/parser(babylon)、espree、TypeScript；常见的基于其他语言开发的 JavaScript 解析器包括 sucrase、swc、esbuild；其它 AST 工具包括：recast、jscodeshift、ASTExplorer 等。

参考资料：

三月：V8 调试器、deno doc、deno upgrade§

阻碍 Deno 1.0 发布正式版的主要原因是缺少 Chrome Devtools 的支持。因此，我们花了很多精力来增加对 V8 调试器的支持以及提高使用 Chrome Devtools 连接到 Deno 进程的能力。

CLI 中也添加了两个新的命令：deno doc 和 deno upgrade。

我们同时经历了构建过程的巨大改进。与此之前，Deno 中的每一次构建都会导致 V8 从源码级别进行重新构建。V8 是一个庞大的 C++ 项目，常常需要花费 30 多分钟来对其进行构建。尽管有大量的构建缓存和更多技巧，我们也一直难以克服得更好。现在，我们增加了 rusty_v8 在 Github 发行版上生成和下载预构建过的静态库的能力，从而允许 Deno 构建过程完全绕过 V8 的构建。这简化并加快了 CI 的构建，同时更重要的是，这让贡献者变得可以更轻松地构建 Deno。

本月发布的版本：0.36.0、0.37.0、0.37.1、0.38.0

精读笔记：

  • deno doc：内置工具之一，来从源码中生成相关的 JSDoc 文档。--json 标志可以生成 JSON 格式，也可以用来生成模块文档。
  • deno upgrade：内置命令，可以直接通过此命令开自升级 Deno 版本。
  • Chrome DevTools：Chrome DevTools 是辅助开发者进行 Web 开发的重要调试工具，DevTools 是 Chromium 的一部分，可以作为独立项目被 Electron 等容器集成。DevTools 主要分为四部分：调试器前端（默认由 Chromium 内核层集成）、调试器后端（Chromium/V8/Node.js）、调试协议、消息通道（Embedder、Web Socket、Chrome Extensions、USB/ADB Chaeeml）。

参考资料：

四月：破坏所有的 API 来构造重要的稳定性§

本月为 1.0 的正式发布做准备，重点关注在审阅 Deno global 全局中的 API。这导致了诸多破坏性地改动。对此我们很谨慎：我们将不确定的所有 API 都需要被移到 --unstable 标志之后。

这也是 1.0 版本的重要承诺；在 2.0 发布之前，标记为稳定的 Deno API 将不会有破坏性的更改。

本月是 Deno 版本以 0.x.y 命名的最后阶段。

本月发布的版本：0.39.0、0.40.0、0.41.0、0.42.0。

精读笔记：

  • 内置标准库的 stable API：https://doc.deno.land/builtin/stable。
  • 内置标准库的 unstable API：https://doc.deno.land/builtin/unstable。
  • Deno 0.x.y 版本的大致历程：从 2018-08-18 的 v0.0.1 版本开始，到 2020-04-30 的 v0.42.0，621 天迭代了 82 个版本。其中从 73 个版本 v0.34.0 开始，每个版本同时会更新标准库的版本。

五月：Deno 1.0 正式发布§

本月初标记删除了如下功能：

  • JSON imports
  • WASM imports
  • window.location  API
  • Rust API for deno crate

删除的原因是，我们不想因为 JSON/WASM imports 缺少底层规范支持、或者 deno crate 下有 Rust API 额外维护负担的情况下提供相关 API。

终于在 5 月 13 日——Ryan 最初发表 Deno 演讲的整整两年后，我们正式发布了 1.0。

在社交媒体上，这个版本非常受欢迎。我们的相关博客被广为传播。我们也收获了大量的新用户和新贡献者。

发布后我们紧张地回到了有关运行时重要组件的工作中：TypeScript 宿主中的依赖关系分析是使用 SWC 重写的。这次的改动标志着我们开始着手用 Rust 来重写 TypeScript 基础架构的一些部分。

本月发布的版本：1.0.0-rc1、1.0.0-rc2、1.0.0-rc3、1.0.0、1.0.1、1.0.2、1.0.3。

精读笔记：

  • Deno JSON imports：1.0 发布之前因缺乏标准被删除掉，想要导入一个 .json 文件可以在有 --allow-read 的情况下编写 Deno.readTextFile 或 Deno.readTextFileSync 来实现。此提议于 2018 年 10 月 21 日提出并讨论 (#1048)。
  • WASM imports：1.0 发布之前因缺乏标准被删除掉。此提议在 (#2552) (#5609) 等中讨论。WebAssembly 的 esm 集成标准提案进程。当时去掉了 import './foo.wasm' 的支持，但依然可以通过 WebAssembly API 来使用。

六月：增量类型检查以及 deno lint§

1.0 发布后，从社区中收到最多的反馈之一就是 TypeScript 的编译和类型检查非常得慢。此后我们着眼于改进 TSC 集成来支持增量类型检查。经过几次反复试验的 PR，我们能够使功能正常工作，并且显著地改进了开发效率。尽管我们通过利用 TSC 的增量 API 设法提高了类型检查的速度，但我们仍然需要依靠它来 emit 已转义的源。TypeScript 的伟大设计原则之一是它只是一个具有附加语法的 JavaScript，因此剥离类型信息（转换为 JavaScript）是相对容易的操作。所以我们设定了能够在 Rust 中使用 SWC 进行转移的同时，继续使用 TSC 进行类型检查的目标。

经过几个月的开发，在一个单独的仓库中，我们添加了新的 deno lint 子命令。这是另一个建立在 SWC JavaScript 解析器之上的项目。

本月发布的版本：1.0.4、1.0.5、1.1.0、1.1.0、1.1.2。

精读笔记：

  • TSC：代指 TypeScript 编译器模块，同时 TypeScript 提供 tsc 命令来在命令行进行编译。
  • deno_lint：是全新的仓库，建立在由 Rust 开发的 SWC 解析器上。和 Deno 内置的 TSC 协同工作。

七月：将内部运行时代码从 TypeScript 转换为 JavaScript§

这个月，我们做出了一个艰难的决定：将内部运行时代码从 TypeScript 转换为 JavaScript。有几个因素导致了我们做出这个决定：Deno 内部运行时代码的每个构建过程中，类型检查、快照前绑定，都是复杂而缓慢的构建步骤。我们有两个独立的 TypeScript 编译器宿主。一个是 deno_typescript crate 只用于构建过程，另一个被包含在 Deno 二进制文件中。此外，整个过程对构建时间有显著影响：2 分钟的增量重建！通过使用普通的 JavaScript，我们能够极大地简化内部构建依赖关系和总体复杂性。因为实际的 JavaScript 代码是由 TypeScript 编译器作为单个文件包生成的，所以我们几乎无法控制输出代码的类型。ES 模块被转换为使用 bundle 的 SystemJS 加载程序，这为最终 bundle 添加了大量代码。

本月发布的版本：1.1.3、1.2.0、1.2.1、1.2.2。

精读笔记：

JavaScript 规范包括许多内置功能，从数学函数到全功能正则表达式引擎。每个新创建的 V8 上下文从一开始就有这些可用的函数。要使其工作，必须在创建上下文时设置全局对象（例如，浏览器中的 window 对象）和所有内置功能，并将其初始化到 V8 的堆中。从头开始做这件事需要相当长的时间。

幸运的是，V8 使用了一种快捷方式来加快速度：就像解冻速食披萨一样，我们将预先准备好的快照直接反序列化到堆中，以获得初始化的上下文。在普通台式计算机上，这可以将创建上下文的时间从 40 毫秒减少到不到 2 毫秒。在普通移动电话上，这可能意味着 270 毫秒和 10 毫秒之间的差异。

八月：新的镜像源网站发布§

原始文章： https://deno.land/posts/registry2

八月三日，我们发布了一个全新的 deno.land/x 镜像源，可以用来通过使用 WebHooks 与 Github 集成。每当一个模块被更新，我们的系统会下载并永远保存其源代码，这样我们就可以依赖不可变的源代码链接。

由于在使用 Deno 基础设施时进行了一些非公开工作，我们开始努力将 Deno 系统分解成更小的“op crates”，可以混合和匹配以生成定制的 V8 运行时。8 月份，我们朝着这个目标迈出了第一步，发布了 deno_web crate，它提供了一些基本的 Web API，比如 Event、TextUncoder 和 TextDecoder。

这个月，基准系统使用 Rust 重写，这标志着减少 Deno 项目的构建依赖性的单调工作的开始。

本月发布的版本：1.2.3、1.3.0、1.3.1、1.3.2。

精读笔记：

  • Deno 镜像源：其中注册的项目的每个版本会被永久保存，来提供信任的 URL 资源。国内镜像源加速服务可以使用 http://x.deno.js.cn。
  • Deno 基准系统：作为 Deno 持续集成和测试管道的一部分，来度量运行时某些关键的性能。运行时指标包括执行时间、线程计数、系统调用计数、最大内存使用量；TypeScript 性能指标包括类型检查、I/O、HTTP 延迟、HTTP 代理吞吐量、吞吐量；大小指标包括文件大小、捆绑包大小、Cargo 依赖数。可视化数据长久访问地址：https://deno.land/benchmarks。

九月：WebSocket API、终端下的 CSS 样式、文件监听、测试覆盖§

本月，我们发布了自 1.0 以来最大的功能版本。更多细节请参见 1.4.0 发布说明文档。

另一个重要变化是关于项目的版本维护部分。发布时间表正式改变：从每月发布一次改为每六周发布一次新的版本，以与 Rust 和 Chrome 项目相匹配。

本月发布的版本：1.3.3、1.4.0、1.4.1、1.4.2。

精读笔记：

  • WebSocket：是一种计算机通用协议，通过单个 TCP 连接提供全双工通信信道。WebSocket 协议在 2011 年被 IETF 标准化为 rfc6455。WebSocket 不同于 HTTP。
  • 终端下的 CSS 样式：大多数现代浏览器都支持控制台中 console.log 的样式化输出，Deno 的目标是尽可能地与 Web 兼容，现在正在努力更好地在终端下支持 CSS 样式化。目前支持的 CSS 属性包括 color、background-color、font-weight、font-style、text-decoration-color 和 text-decoration-line 等，具体需要根据开发者终端的 ANSI 支持度来决定。
  • 文件监听：1.4 版本热更新时自动重启服务，需要使用 deno run --watch。
  • 测试覆盖：1.4 版本支持获得测试覆盖报告，需要使用 deno test --coverage。

十月：REPL 翻新、捆绑改进、默认 isolatedModules§

1.5.0 发布说明。

本月发生的最大变化是在 TypeScript 编译器宿主中默认启用 isolatedModules 选项。此设置更改了 TypeScript 的行为，以确保每个文件都可以由 TSC 以外的工具（如 SWC 和 Babel）隔离编译（而无需知道其类型或其它模块）。这一变化对模块生态系统产生了重大影响，一度使得一些流行的模块无法使用，直到维护人员调整代码以支持 isolatedModules。

这个月我们还在 SWC 中采用了新的 bundle 特性，这是对原始 TypeScript 编译器转向使用 Rust 方向的又一步迈进。

本月发布的版本：1.4.3、1.4.4、1.4.5、1.4.6、1.5.0、1.5.1。

精读笔记：

  • isolatedModules：用来执行其他检查以确保单独编译（例如 transpileModule 或 @babel/plugin transform typescript）是安全的。如果设置了 isolatedModules，则所有实现文件都必须是模块（这意味着它具有某种形式的导入/导出）。如果任何文件不是模块，则会发生错误：'index.ts' cannot be compiled under '--isolatedModules' because it is considered a global script file. Add an import, export, or an empty 'export {}' statement to make it a module。

十一月：大改 TSC 编译器基础架构§

本月我们看到了 Kitson Kelly 长达数周重写编译管道（compilation pipeline）的总结。它进一步地提高了 TypeScript 的编译速度，更最重要的是减轻了大量的技术债务。

deno_crypto op crate 也被添加。

本月发布的版本： 1.5.2、1.5.3、1.5.4。

精读笔记：

十二月：自包含的二进制文件以及 LSP§

1.6.0 发布说明。

在 12 月，我们发布了 1.6 版本，包含了两个里程碑特性：自包含的二进制文件和语言服务器。deno compile 是 deno 的 bug 追踪器中受期待的特色之一。

通过提供的内置语言服务器提高了所有能够使用 LSP 协议的编辑器的良好开发体验。它导致了对 vscode_deno 的第三次翻新，此项工作目前还在进行中。

本月发布的版本：1.6.0、1.6.1、1.6.2、1.6.3。

精读笔记：

  • 自包含二进制文件：自包含的单个二进制文件可以让用户无需关注内核源码，封装即用。
  • LSP 语言服务器协议：由红帽、微软和 Codenvy 联合推出，是编辑器/IDE 与语言服务器之间的协议，可以让不同的编辑器/IDE 嵌入各种程序语言，允许开发人员来提供相应。
  • vscode_deno：经过了三次以上的大翻新。现在支持 TypeScript 类型检查、快速修复、悬停卡、IntelliSense 等等，其和 Deno 内置的 TypeScript 进行沟通；与 deno-lint 集成，带有内联诊断；也为 deno fmt 代码格式化提供支持。

2021 展望§

到 2020 年，我们在项目和社区中看到了许多的增长。这让我们对 Deno 进入 2021 年背后的支持倍感信心。请继续关注即将推出的激动人心的公告！

如果你有兴趣为 Deno 做贡献，或者只是想了解我们的进展，请查看以下内容：

精读笔记：

  • Deno 问卷调查重点问题包括：你使用 Deno 多久/多频繁/用了哪些、阻碍你使用 Deno 的原因有什么、最吸引你的优势/内置工具是什么、你在下个项目使用 Deno 的可能性多大、URL 导入觉得好吗以及你有多愿意推荐 Deno 给你周围的人？
  • Deno 2021 Q1 路线图包括但不止于：1 月 19 日发布 1.7.0（已如期发布）、3 月 2 日发布 1.8.0、URL 导入支持 data:、重构运行时编译器 API、支持远程模块的访问令牌、IIFE budles、支持 React 17 jsx、rusty_v8 的 ICU、使用 WPT 测试内置 Web API、标准化运行时权限 API、结构化 worker 的 clone API、WebGPU 支持、bundles 的类型定义支持、ops 下的 V8 Fast API、URL 导入支持 blob: 等。
  • Web 测试套件：在 #8990 中 添加了 WPT runner，支持运行 Web 平台测试，目前还在提高可测试通过的范围。

译者结语§

全文译完，并在每个章节做了简单的精读笔记。本次翻译与众不同的地方在于，专业技术难度提高了一个数量级。本文中涉及了很多专业术语甚至要懂 Deno 特性发展历程才能翻译到位的地方，在精读过程中也都一一解决。翻译过程中产生了“Deno 词汇表”的想法，已同步到 deno-tutorial 仓库中。

《Deno 钻研之术》的精读系列将重点围绕官方博客展开，同时每翻译完一篇文章，也会争取 PR 合并到目前的 Deno 中文官网上。欢迎对 deno-tutorial 仓库进行 star 或关注公众号 (@ningowood) 来及时接收消息，携手助力 Deno 在 2021 变得更好！