JavaScript Source Maps V4: Uue silumise ajastu avamine

Moodsa veebiarenduse maailmas on kood, mida me kirjutame, harva see kood, mis brauseris töötab. Me kirjutame TypeScriptis, kasutame uusimaid ECMAScripti funktsioone, ehitame JSX-iga ja struktureerime oma projekte moodulitega. Seejärel muudab peen tööriistakett transpileerijatest, komplekteerijatest ja minimeerijatest meie elegantse lähtekoodi väga optimeeritud, sageli loetamatuks JavaScripti paketiks. See protsess on suurepärane jõudluse seisukohalt, kuid loob silumise jaoks õudusunenäo. Kui viga ilmneb minimeeritud faili real 1, veerus 50 000, kuidas jälgite selle tagasi puhta, inimese loetava koodi juurde, mille algselt kirjutasite? Vastus on olnud source maps juba üle kümne aasta.

Source maps on veebiarendusvoo laulmata kangelased, mis vaikselt sillutavad lõhet meie arenduskeskkonna ja tootmise reaalsuse vahel. Aastaid on Source Maps V3 meid hästi teeninud, kuid kuna meie tööriistad ja keeled on muutunud keerulisemaks, on V3 vormingu piirangud muutunud üha ilmsemaks. Tuleb järgmine areng: Source Maps V4. See ei ole lihtsalt järkjärguline värskendus; see on fundamentaalne hüpe edasi, mis lubab pakkuda palju rikkalikumat silumisteavet ja arendaja kogemust, mis on intuitiivsem ja võimsam kui kunagi varem. See postitus viib teid põhjalikult uurima, mis V4 on, milliseid probleeme see lahendab ja kuidas see on määratud meie veebirakenduste silumise viisi revolutsiooniliselt muutma.

Kiire värskendus: Source Mapsi (V3) maagia

Enne tulevikku uurimist hindame olevikku. Mis täpselt on source map? Põhimõtteliselt on source map JSON-fail, mis sisaldab teavet iga genereeritud faili osa kaardistamiseks tagasi selle vastavale positsioonile algses lähtefailis. Mõelge sellele kui üksikasjalikule juhisele, mis ütleb teie brauseri arendustööriistadele: "Kui olete sellel konkreetsel tähemärgil minimeeritud paketis, vastab see tegelikult sellele reale ja veerule selles originaalses lähtefailis."

Kuidas V3 töötab: põhikomponendid

Standardne V3 source map-fail sisaldab mitmeid põhivälju:

• versioon: Määrab source map versiooni, mis on praeguse standardi jaoks `3`.
• sources: Stringide massiiv, mis sisaldab algsete lähtefailide URL-e.
• names: Kõikide algkoodist pärit identifikaatorite (muutujate ja funktsioonide nimede) massiiv, mis muudeti või eemaldati transformatsiooni käigus.
• sourcesContent: Valikuline massiiv, mis sisaldab algsete lähtefailide täielikku sisu. See võimaldab siluril kuvada lähtekoodi ilma seda serverist toomata.
• mappings: See on source map'i süda. See on üks, väga pikk string Base64 VLQ (muutuva pikkusega suurus) kodeeritud andmetest. Dekodeerimisel annab see täpsed, tähemärgipõhised kaardistused genereeritud koodi ja algsete lähtefailide vahel.

VLQ kodeeringu kasutamine `mappings` stringi jaoks on nutikas optimeerimine faili suuruse vähendamiseks. See võimaldab kaardistusi esitada väikeste, suhteliste täisarvude jadana, mitte suurte, absoluutsete koordinaatidena. Hoolimata sellest võivad massiivsete rakenduste puhul V3 source map'id muutuda uskumatult suureks, mõnikord isegi suuremaks kui kood, mida nad kaardistavad. See on olnud püsiv valupunkt, mis mõjutab ehitusaegu ja siluri jõudlust.

V3 piirangud

Kuigi V3 oli oma aja kohta revolutsiooniline, on sellel olnud raskusi moodsa JavaScripti arenduse keerukusega sammu pidamisega. Selle peamine piirang on keskendumine positsioonilisele kaardistamisele. See paistab silma küsimusele "Kus ma olen?" vastamisel, kuid jääb lühikeseks olulisema küsimuse korral: "Mis on siin kontekst?"

Siin on mõned peamised väljakutsed, millega V3 ei suuda piisavalt tegeleda:

• Ulatuse teabe kaotus: V3-l puudub leksikaalse ulatuse mõiste. Kui teie transpileerija nimetab muutujat ümber (`myVariable` muutub `a`), saab V3 kaardistada asukoha, kuid see ei saa silurile öelda, et `a` on mõisteliselt sama mis `myVariable`. See muudab muutujate uurimise siluris segaseks.
• Läbipaistmatud transformatsioonid: Moodsad komplekteerijad teostavad keerulisi optimeerimisi, nagu funktsiooni sisseviimine. Kui üks funktsioon ühendatakse teise, muutub kõnepakkumine mõttetuks. V3 ei saa seda transformatsiooni esitada, jättes arendajad segase täitmise voogu kokku panema.
• Tüübiinfo puudumine: TypeScripti domineerimisega on arendajad harjunud oma redaktorites rikkaliku tüübiteabega. See kontekst kaob silumise ajal täielikult. V3-s pole standardset viisi muutuja siluris tagasi selle algse TypeScripti tüübiga linkimiseks.
• Ebatõhusus mastaabis: VLQ-kodeeritud string, kuigi kompaktne, võib olla aeglane mitme megabaidise source map'i parsimisel. See võib viia aegluseni arendustööriistade avamisel või murdepunktile peatumisel.

Uue versiooni algus: miks V4 oli vajalik

Tänapäeva veebiarenduse ökosüsteem erineb suuresti sellest, milles Source Maps V3 loodi. V4 poole püüdlemine on otsene vastus sellele arengule. Uue spetsifikatsiooni peamised ajurid on:

1. Keerukad ehitustööriistad ja optimeerimised: sellised tööriistad nagu Webpack, Vite ja Turbopack koos transpileerijatega nagu Babel ja SWC teostavad peadpööritavat hulka transformatsioone. Lihtne reaväärtuse ja veeru kaardistamine ei ole enam piisav sujuva silumiskogemuse loomiseks. Me vajame formaati, mis mõistab neid keerulisi muutusi ja suudab neid kirjeldada.
2. Source-to-Source kompileerimise tõus: me ei kompileeri enam ainult ES2022-st ES5-le. Me kompileerime täiesti erinevatest keeltest ja raamistikest – TypeScript, Svelte, Vue, JSX – igaüks oma süntaksi ja semantikaga. Silur vajab rohkem teavet algse arenduskogemuse taastamiseks.
3. Rikkama silumisteabe vajadus: arendajad ootavad nüüd oma tööriistadelt rohkem. Me tahame näha algseid muutujate nimesid, hoida hiirt tüüpide nägemiseks ja vaadata loogilist kõnepakkumist, mis peegeldab meie lähtekoodi, mitte komplekteeritud jama. See nõuab source map vormingut, mis on kontekstiteadlik.
4. Skaleeritavam ja tulevikukindlam standard: V3 on jäik formaat. Uute silumisteabe tüüpide lisamine on raske ilma standardit rikkumata. V4 on disainitud paindlikkust silmas pidades, võimaldades formaadil areneda koos meie tööriistade ja keeltega.

Süvitsi: Source Maps V4 peamised täiustused

Source Maps V4 tegeleb oma eelkäija puudustega, tutvustades mitmeid võimsaid uusi kontseptsioone. See nihutab fookuse lihtsast positsioonilisest kaardistamisest rikkaliku, struktureeritud koodi semantika ja transformatsioonide esitusele, mida see on läbinud.

Ulatuse ja sidumiste tutvustamine: väljaspool rea numbreid

See on vaieldamatult V4 kõige olulisem funktsioon. Esimest korda on source mapsil standardiseeritud viis algse lähtekoodi leksikaalse ulatuse kirjeldamiseks. See saavutatakse uue tipptasemel omadusega `scopes`.

Kujutage ette seda lihtsat TypeScripti koodi:

            
function calculateTotal(price: number, quantity: number): number {
  const TAX_RATE = 1.2;
  let total = price * quantity;
  if (total > 100) {
    let discount = 10;
    total -= discount;
  }
  return total * TAX_RATE;
}

            

              
                Copy
              
            
          

Kui see on transpileeritud ES5-ks, võib see välja näha umbes selline, kus muutujad on ümber nimetatud ja `let`/`const` on teisendatud `var`-iks:

            
function calculateTotal(p, q) {
  var b = 1.2;
  var t = p * q;
  if (t > 100) {
    var d = 10;
    t -= d;
  }
  return t * b;
}

            

              
                Copy
              
            
          

V3 source map'iga võib silur `if` ploki sees peatumisel kuvada muutujaid nimega `p`, `q`, `b`, `t` ja `d`. Teil oleks vaja need vaimselt kaardistada tagasi väärtustele `price`, `quantity`, `TAX_RATE`, `total` ja `discount`. V4 lahendab selle elegantselt. Välja `scopes` kirjeldaks funktsiooni ulatust ja sisemist ploki ulatust ning igas ulatuses lingiks `bindings` massiiv selgesõnaliselt algsed nimed (`price`, `discount`) genereeritud nimedega (`p`, `d`).

Kui peatute siluris, saab arendustööriistad kasutada seda teavet:

• Kuva algsed muutujate nimed: teie siluri paneel "Ulatus" kuvaks `price`, `quantity`, `TAX_RATE`, `total` ja `discount`, isegi kui töötavas koodis olevad põhimuutujad on `p`, `q`, `b`, `t` ja `d`.
• Luba õiged hindamised: kui sisestate konsooli `total`, teab silur, et peate silmas muutujat `t` ja saab seda õigesti hinnata.
• Austage ulatuse reegleid: silur teaks, et `discount` on saadaval ainult `if` ploki sees, täpselt nagu algses lähtes, vältides segadust.

Funktsiooni sisseviimine ja ülevaate teave

Moodsad optimeerijad armastavad funktsiooni sisseviimist. See on tehnika, kus funktsiooni keha sisestatakse otse sinna, kus seda kutsutakse, kõrvaldades funktsioonikõne kulu. Kuigi see on suurepärane jõudluse jaoks, tekitab see kõnepakus segadust.

Mõelge sellele näitele:

            
function getVat(price) {
  return price * 0.2;
}

function getGrossPrice(price) {
  const vat = getVat(price);
  return price + vat;
}

console.log(getGrossPrice(100));

            

              
                Copy
              
            
          

Agressiivne minimeerija võib `getVat` sisse viia `getGrossPrice`, mille tulemuseks on midagi sellist:

            
function getGrossPrice(p) {
  const v = p * 0.2;
  return p + v;
}
console.log(getGrossPrice(100));

            

              
                Copy
              
            
          

Kui määrate murdepunkti algsesse `getVat` funktsiooni, kus silur peatub? V3-ga on see ebaselge. Funktsiooni pole enam olemas. Teie kõnepakkumine näitaks, et olete sees `getGrossPrice`, ilma et mainitaks `getVat`.

V4 pakub seda lahendada, lubades source map'idel kirjeldada algset funktsiooni struktuuri, mida mõnikord nimetatakse funktsiooni "ülevaateks". See võib sisaldada teavet, mis ütleb: "Kood ridadelt 2-4 genereeritud failis kuulub mõisteliselt sisse viidud funktsioonile `getVat`, mida kutsuti väärtusest `getGrossPrice`." See võimaldab arendustööriistadel konstrueerida virtuaalse kõnepakkumise, mis peegeldab täpselt algse koodi loogikat. Kui peatute, näitaks kõnepakkumine `getGrossPrice` -> `getVat`, kuigi kompileeritud koodis on tegelikult ainult üks funktsioon. See on mängu muutja optimeeritud ehitiste silumisel.

Täiustatud tüübi- ja avaldise teave

Veel üks põnev piir V4 jaoks on võimalus manustada või linkida metaandmeid algse allika kohta, eelkõige tüübiteavet. Praegused ettepanekud hõlmavad mehhanisme koodivahemike märkustega meelevaldsete metaandmetega.

Mida see praktikas tähendab? TypeScripti ehitustööriist võiks genereerida V4 source map'i, mis sisaldab teavet muutujate ja funktsioonide parameetrite tüüpide kohta. Kui silute ja hoiate hiirt muutuja kohal, võiksid arendustööriistad päringu source map'i ja kuvada selle algse TypeScripti tüübi, nt `price: number` või `user: UserProfile`.

See sillutab viimase lõhe rikkaliku, tüüpiteadliku koodi kirjutamise kogemuse kaasaegses IDE-s ja sageli tüübivaba, ebaselge kogemuse selle silumisel brauseris. See toob teie staatilise tüübikontrolli jõu otse teie käitusaja silumisvoogu.

Paindlikum ja tõhusam struktuur

Lõpuks püüab V4 ise põhiformaati parandada. Kuigi üksikasjad on veel lõplikud, on eesmärgid selged:

• Modulaarsus: uus formaat on disainitud modulaarsemaks. Ühe monoliitse `mappings` stringi asemel saab erinevaid andmetüüpe (positsioonilised kaardistused, ulatuse teave jne) salvestada eraldi, struktureeritumatesse sektsioonidesse.
• Laiendatavus: vorming lubab kohandatud müüjaspetsiifilisi laiendusi. See tähendab, et selline tööriist nagu Svelte võiks lisada spetsiaalseid silumisteavet oma mallide süntaksile või raamistik nagu Next.js võiks lisada metaandmeid serveripoolse renderdamisega seotud metaandmeid, ilma et peaks ootama uut globaalset standardit.
• Jõudlus: liikudes eemale ühest hiiglaslikust stringist ja kasutades struktureeritumat JSON-vormingut, võib parsimine olla kiirem ja mälutõhusam. Samuti on arutelusid valikuliste binaarsete kodeeringute üle jõudluskriitiliste sektsioonide jaoks, mis võib dramaatiliselt vähendada source map'ide suurust ja parsimisaega väga suurte rakenduste puhul.

Praktilised tagajärjed: kuidas V4 muudab teie töövoogu

Need täiustused ei ole lihtsalt akadeemilised; neil on käegakatsutav mõju arendajate, tööriistade loojate ja raamistikude autorite igapäevaelule.

Igapäevasele arendajale

Teie igapäevane silumine muutub oluliselt sujuvamaks ja intuitiivsemaks:

• Usaldusväärne silumine: siluri olek sobitub tihedamalt koodiga, mille kirjutasite. Muutujate nimed on õiged, ulatused käituvad ootuspäraselt ja kõnepakkumine on mõttekas.
• "See, mida näete, on see, mida silute": teie redaktori ja siluri vaheline lahknevus kahaneb. Koodist läbi astumine järgib teie algse lähtekoodi loogikat, mitte optimeeritud väljundi keerukat teed.
• Kiirem probleemide lahendamine: rikkaliku kontekstiga teie käeulatuses, nagu tüübiteave kursori peatamisel, kulutate vähem aega oma rakenduse oleku mõistmisele ja rohkem aega tegeliku vea parandamisele.

Raamatukogu- ja raamistikude autoritele

Selliste tööriistade nagu React, Vue, Svelte ja Angular autorid saavad pakkuda oma kasutajatele palju paremat silumiskogemust. Nad saavad kasutada V4 laiendatavat olemust, et luua source map'id, mis mõistavad nende konkreetseid abstraktsioone. Näiteks Reacti komponendi silumisel võiks silur näidata teile olekut ja rekvisiite koos nende algsete nimedega teie JSX-koodist ning Svelte'i malli kaudu astumine võiks tunduda sama loomulik kui tavalise JavaScripti kaudu astumine.

Arendustööriistade ja ehitustööriistade loojatele

Chrome DevToolsi, Firefoxi arendaja tööriistade, VS Code'i, Webpacki, Vite'i ja esbuildi taga olevatele meeskondadele pakub V4 standarditud, võimsat uut andmekomplekti, millega töötada. Nad saavad luua intelligentsed ja abivalmid silumisfunktsioonid, liikudes kaugemale lihtsast source mapping'ist, et luua tööriistad, mis tõeliselt mõistavad arendaja algset kavatsust ja transformatsioone, mida kood on läbinud.

V4 spetsifikatsioon: pilk kapoti alla

Kuigi V4 spetsifikatsioon on veel ettepanek ja võib muutuda, saame vaadata selle pakutud struktuuri, et mõista, kuidas neid uusi funktsioone esindatakse. V4 source map on endiselt JSON-objekt, kuid uute tipptasemel võtmetega.

Siin on lihtsustatud, kontseptuaalne näide sellest, kuidas V4 source map võib välja näha väikese koodijupi jaoks:

            
{
  "version": 4,
  "sources": ["app.ts"],
  "sourcesContent": ["{\n  const GREETING = 'Hello, World!';\n  console.log(GREETING);\n}"],
  "names": ["GREETING", "console", "log"],
  "mappings": "...",
  "scopes": [
    {
      "type": "block",
      "start": { "source": 0, "line": 0, "column": 0 },
      "end": { "source": 0, "line": 3, "column": 1 },
      "bindings": [
        {
          "sourceName": 0,  // Indeks massiivis `names` -> "GREETING"
          "generatedName": "a" // Tegelik nimi minimeeritud koodis
        }
      ],
      "children": [] // Pesastatud ulatuste jaoks
    }
  ],
  "outline": {
    "functions": [
      // ... Teave algsete funktsioonide piiride ja sisseviimise kohta
    ]
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

Selle struktuuri peamised järeldused on järgmised:

• `version` on nüüd `4`.
• Uus väli `scopes` on ulatusobjektide massiiv. Iga objekt määrab oma piirid (algus- ja lõppasukoht algses allikas) ja sisaldab massiivi `bindings`.
• Iga kirje väärtuses `bindings` loob selgesõnalise lingi nime ja väärtuse vahel massiivis `names` (algne nimi) ja vastava muutuja nimega genereeritud koodis.
• Hüpoteetiline väli `outline` võiks sisaldada struktuurilist teavet, nagu algne funktsioonide hierarhia, et aidata kõnepakkumist rekonstrueerida.

Vastuvõtmise tee: praegune staatus ja tulevikuväljavaated

On oluline seada realistlikud ootused. Üleminek Source Maps V4-le on järkjärguline, ökosüsteemi hõlmav jõupingutus. Spetsifikatsiooni töötavad praegu välja peamiste sidusrühmade koostöö, sealhulgas brauseri müüjad (Google, Mozilla), ehitustööriistade autorid ja laiemad JavaScripti kogukonna liikmed, arutelud toimuvad sageli foorumites nagu TC39 tööriistade rühm.

Tee täieliku kasutuselevõtuni hõlmab mitmeid samme:

1. Spetsifikatsiooni lõplik vastuvõtmine: kogukond peab leppima kokku stabiilses ja põhjalikus spetsifikatsioonis.
2. Rakendamine ehitustööriistades: komplekteerijaid ja transpileerijaid (Vite, Webpack, Babel jne) tuleb uuendada, et genereerida V4 source map'id.
3. Rakendamine silurites: brauserite arendajatööriistu ja IDE-sid (Chrome DevTools, VS Code jne) tuleb uuendada uue V4 vormingu parsimiseks ja tõlgendamiseks.

Me näeme juba eksperimentaalseid rakendusi ja edusamme. V8 meeskond (JavaScripti mootor Chrome'i ja Node.js taga) on aktiivselt osalenud standardi prototüübimises ja määratlemises. Kui need tööriistad hakkavad tuge välja rullima, hakkame nägema eeliseid, mis hakkavad meie igapäevasesse töövoogu imbuma. Saate jälgida edusamme source map spetsifikatsiooni GitHubi hoidlates ja aruteludes suurte tööriistade ja brauseri arendusmeeskondade sees.

Järeldus: targem, kontekstiteadlikum tulevik silumise jaoks

Source Maps V4 ei esinda ainult uut versiooninumbrit; see on paradigma muutus. See viib meid maailmast lihtsatest positsioonilistest viidetest sügava, semantilise mõistmise juurde. Manustades olulist teavet ulatuste, tüüpide ja koodi struktuuri kohta otse source map'i, lubab V4 lahustada järelejäänud tõkked meie kirjutatud koodi ja meie silutud koodi vahel.

Tulemuseks on silumiskogemus, mis on kiirem, intuitiivsem ja märkimisväärselt vähem frustreeriv. See võimaldab meie tööriistadel olla targemad, meie raamistikel läbipaistvamad ja meil arendajatena produktiivsemad. Tee täieliku kasutuselevõtuni võib aega võtta, kuid tulevik, mida see lubab, on helge – tulevik, kus piir meie lähtekoodi ja töötava rakenduse vahel on kõigil praktilistel eesmärkidel nähtamatu.