JavaScript Source Maps V4: Naujos derinimo eros atvėrimas

Šiuolaikinio žiniatinklio kūrimo pasaulyje mūsų rašomas kodas retai kada yra tas kodas, kuris veikia naršyklėje. Mes rašome TypeScript kalba, naudojame naujausias ECMAScript funkcijas, kuriame su JSX ir struktūruojame savo projektus su moduliais. Tada sudėtinga transpilierių, rinkėjų ir minimizatorių įrankių grandinė paverčia mūsų elegantišką pradinį kodą į labai optimizuotą, dažnai neskaitomą, JavaScript paketą. Šis procesas yra fantastiškas našumui, bet sukuria košmarą derinimui. Kai klaida įvyksta minimizuoto failo 1 eilutėje, 50 000 stulpelyje, kaip ją atsekti iki švaraus, žmogui suprantamo kodo, kurį iš pradžių parašėte? Atsakymas daugiau nei dešimtmetį buvo source maps.

Source maps yra neapdainuoti žiniatinklio kūrimo darbo eigos herojai, tyliai jungiantys prarają tarp mūsų kūrimo aplinkos ir gamybos realybės. Daugelį metų Source Maps V3 mums gerai tarnavo, bet mūsų įrankiams ir kalboms tapus sudėtingesnėms, V3 formato apribojimai tapo vis akivaizdesni. Ženkite į kitą evoliuciją: Source Maps V4. Tai nėra tik laipsniškas atnaujinimas; tai esminis šuolis į priekį, žadantis suteikti gerokai turtingesnę derinimo informaciją ir kūrėjo patirtį, kuri yra intuityvesnė ir galingesnė nei bet kada anksčiau. Šis įrašas leis jums išsamiai išnagrinėti, kas yra V4, kokias problemas ji sprendžia ir kaip ji pakeis tai, kaip deriname savo žiniatinklio programas.

Trumpas priminimas: Source Maps magija (V3)

Prieš tyrinėjant ateitį, įvertinkime dabartį. Kas iš tikrųjų yra source map? Iš esmės, source map yra JSON failas, kuriame yra informacija, skirta susieti kiekvieną sugeneruoto failo dalį su atitinkama pozicija pradiniame šaltinio faile. Pagalvokite apie tai kaip apie išsamų instrukcijų rinkinį, kuris jūsų naršyklės kūrėjų įrankiams sako: "Kai esate tame konkrečiame minimizuoto paketo simbolyje, jis iš tikrųjų atitinka šią eilutę ir stulpelį šiame pradiniame šaltinio faile."

Kaip veikia V3: pagrindiniai komponentai

Standartinis V3 source map failas turi keletą pagrindinių laukų:

• version: Nurodo source map versiją, kuri dabartiniam standartui yra `3`.
• sources: Eilučių masyvas, kuriame yra pradinių šaltinio failų URL.
• names: Visų identifikatorių (kintamųjų ir funkcijų pavadinimų) iš pradinio kodo, kurie buvo pakeisti arba pašalinti transformacijos metu, masyvas.
• sourcesContent: Pasirenkamas masyvas, kuriame yra visas pradinių šaltinio failų turinys. Tai leidžia derintojui rodyti šaltinio kodą, nereikalaujant jo gauti iš serverio.
• mappings: Tai yra source map širdis. Tai viena labai ilga Base64 VLQ (Variable-length quantity) koduotų duomenų eilutė. Iššifruota, ji pateikia tikslius, simbolių pagal simbolius susiejimus tarp sugeneruoto kodo ir pradinių šaltinio failų.

`mappings` eilutės VLQ kodavimas yra protinga optimizacija, skirta sumažinti failo dydį. Tai leidžia atvaizdavimus pavaizduoti kaip mažų, santykinių sveikųjų skaičių seriją, o ne didelių, absoliučių koordinačių. Nepaisant to, didelėms programoms V3 source maps vis dar gali tapti neįtikėtinai didelės, kartais net didesnės už kodą, kurį jos atvaizduoja. Tai buvo nuolatinis skausmo taškas, turintis įtakos kūrimo laikui ir derintojo našumui.

V3 apribojimai

Nors V3 buvo revoliucinis savo laikmečiui, jam sunku neatsilikti nuo šiuolaikinio JavaScript kūrimo sudėtingumo. Pagrindinis jo apribojimas yra jo dėmesys poziciniam atvaizdavimui. Jis puikiai atsako į klausimą "Kur aš esu?", bet neatitinka svarbesnio klausimo: "Koks čia kontekstas?"

Štai keletas pagrindinių iššūkių, kurių V3 nepajėgia tinkamai išspręsti:

• Apimties informacijos praradimas: V3 neturi leksinės apimties sąvokos. Jei jūsų transpilierius pervadina kintamąjį (`myVariable` tampa `a`), V3 gali atvaizduoti poziciją, bet negali pasakyti derintojui, kad `a` koncepciškai yra tas pats, kas `myVariable`. Dėl to kintamųjų tikrinimas derintojuje tampa painus.
• Neskaidrios transformacijos: Šiuolaikiniai rinkėjai atlieka sudėtingas optimizacijas, tokias kaip funkcijos įterpimas. Kai viena funkcija sujungiama į kitą, iškvietimų dėklas tampa beprasmis. V3 negali pavaizduoti šios transformacijos, palikdamas kūrėjams sudėtingą vykdymo srautą.
• Tipo informacijos trūkumas: Dėl TypeScript dominavimo kūrėjai yra įpratę prie turtingos tipo informacijos savo redaktoriuose. Šis kontekstas visiškai prarandamas derinimo metu. V3 nėra jokio standartinio būdo susieti kintamąjį derintojuje su jo originaliu TypeScript tipu.
• Neefektyvumas dideliu mastu: VLQ koduotą eilutę, nors ir kompaktišką, gali būti lėta analizuoti multi-megabaitų source maps. Dėl to gali sulėtėti kūrėjų įrankių atidarymas arba sustojimas ties lūžio tašku.

Naujos versijos aušra: kodėl V4 buvo būtinas

Šiandienos žiniatinklio kūrimo ekosistema labai skiriasi nuo tos, kurioje buvo sugalvota Source Maps V3. Postūmis V4 link yra tiesioginis atsakas į šią evoliuciją. Pagrindiniai naujos specifikacijos veiksniai yra šie:

1. Sudėtingi kūrimo įrankiai ir optimizacijos: Įrankiai, tokie kaip Webpack, Vite ir Turbopack, kartu su transpilieriais, tokiais kaip Babel ir SWC, atlieka svaiginantį transformacijų masyvą. Paprasto eilučių ir stulpelių atvaizdavimo nebepakanka norint sukurti sklandų derinimo patirtį. Mums reikia formato, kuris suprastų ir galėtų apibūdinti šiuos sudėtingus pakeitimus.
2. Šaltinio į šaltinį kompiliavimo iškilimas: Mes ne tik kompiliuojame iš ES2022 į ES5. Mes kompiliuojame iš skirtingų kalbų ir sistemų – TypeScript, Svelte, Vue, JSX – kiekviena su savo sintakse ir semantika. Derintojui reikia daugiau informacijos, kad atkurtų pradinę kūrimo patirtį.
3. Turtingesnės derinimo informacijos poreikis: Kūrėjai dabar tikisi daugiau iš savo įrankių. Norime matyti originalius kintamųjų pavadinimus, užvesti pelės žymeklį, kad pamatytume tipus, ir peržiūrėti loginį iškvietimų dėklą, kuris atspindėtų mūsų šaltinio kodą, o ne supakuotą netvarką. Tam reikia source map formato, kuris suprastų kontekstą.
4. Lankstesnis ir ateičiai atsparesnis standartas: V3 yra griežtas formatas. Sunkiai pridedama naujų rūšių derinimo informacijos, nepažeidžiant standarto. V4 yra kuriamas atsižvelgiant į išplečiamumą, leidžiant formatui vystytis kartu su mūsų įrankiais ir kalbomis.

Išsamus žvilgsnis: pagrindiniai Source Maps V4 patobulinimai

Source Maps V4 pašalina savo pirmtako trūkumus, įvesdamas kelias galingas naujas sąvokas. Jis perkelia dėmesį nuo paprasto pozicinio atvaizdavimo prie turtingo, struktūruoto kodo semantikos ir transformacijų, kurias jis patyrė, pavaizdavimo.

Įvadas apie apimtis ir susiejimus: daugiau nei eilučių numeriai

Tai neabejotinai yra pati reikšmingiausia V4 funkcija. Pirmą kartą source maps turės standartizuotą būdą apibūdinti pradinio šaltinio kodo leksinę apimtį. Tai pasiekiama naudojant naują aukščiausio lygio `scopes` ypatybę.

Įsivaizduokite šį paprastą TypeScript kodą:

            
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
              
            
          

Transpiliavus į ES5, tai gali atrodyti maždaug taip, su pervadintais kintamaisiais ir `let`/`const` konvertuotu į `var`:

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

            

              
                Copy
              
            
          

Su V3 source map, jei sustosite `if` bloke, derintojas gali parodyti kintamuosius, pavadintus `p`, `q`, `b`, `t` ir `d`. Turėtumėte juos protiškai susieti atgal su `price`, `quantity`, `TAX_RATE`, `total` ir `discount`. V4 tai elegantiškai išsprendžia. `scopes` laukas apibūdintų funkcijos apimtį ir vidinę bloko apimtį, o kiekvienoje apimtyje `bindings` masyvas aiškiai susietų originalius pavadinimus (`price`, `discount`) su sugeneruotais pavadinimais (`p`, `d`).

Kai sustosite derintojuje, kūrėjų įrankiai gali naudoti šią informaciją, kad:

• Rodytų originalius kintamųjų pavadinimus: Skydelyje „Scope“ jūsų derintojas rodytų `price`, `quantity`, `TAX_RATE`, `total` ir `discount`, net jei pagrindiniai kintamieji veikiančiame kode yra `p`, `q`, `b`, `t` ir `d`.
• Įgalintų teisingus įvertinimus: Kai įvedate `total` į konsolę, derintojas žino, kad turite omenyje kintamąjį `t`, ir gali jį teisingai įvertinti.
• Laikytųsi apimties taisyklių: Derintojas žinotų, kad `discount` galimas tik `if` bloke, kaip ir pradiniame šaltinyje, išvengiant painiavos.

Funkcijos įterpimas ir kontūro informacija

Šiuolaikiniai optimizatoriai mėgsta funkcijos įterpimą. Tai technika, kai funkcijos kūnas įterpiamas tiesiai ten, kur ji iškviečiama, pašalinant funkcijos iškvietimo pridėtines išlaidas. Nors tai puikiai tinka našumui, tai sukelia sumaištį iškvietimų dėkle.

Apsvarstykite šį pavyzdį:

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

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

console.log(getGrossPrice(100));

            

              
                Copy
              
            
          

Agresyvus minimizatorius gali įterpti `getVat` į `getGrossPrice`, todėl gausite kažką panašaus į:

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

            

              
                Copy
              
            
          

Jei nustatysite lūžio tašką pradinėje `getVat` funkcijoje, kur sustos derintojas? Su V3 tai neaišku. Funkcija nebeegzistuoja. Jūsų iškvietimų dėklas parodytų, kad esate `getGrossPrice` viduje, nepaminint `getVat`.

V4 siūlo tai išspręsti, leidžiant source maps apibūdinti pradinę funkcijos struktūrą, kartais vadinamą funkcijos „kontūru“. Jame gali būti informacijos, kuri sako: „Kodas iš sugeneruoto failo 2–4 eilučių koncepciškai priklauso įterptajai funkcijai `getVat`, kuri buvo iškviesta iš `getGrossPrice`.“ Tai leidžia kūrėjų įrankiams sukurti virtualų iškvietimų dėklą, kuris tiksliai atspindėtų pradinio kodo logiką. Kai sustosite, iškvietimų dėklas rodys `getGrossPrice` -> `getVat`, net jei sudarytame kode iš tikrųjų egzistuoja tik viena funkcija. Tai keičia žaidimą derindami optimizuotus kūrinius.

Patobulinta tipo ir išraiškos informacija

Kita įdomi V4 riba yra galimybė įterpti arba susieti su metaduomenimis apie pradinį šaltinį, ypač su tipo informacija. Dabartiniai pasiūlymai apima mechanizmus, skirtus koduoti kodo diapazonus su savavališkais metaduomenimis.

Ką tai reiškia praktiškai? TypeScript kūrimo įrankis galėtų generuoti V4 source map, kuri apima informaciją apie kintamųjų ir funkcijos parametrų tipus. Kai derinate ir užvedate pelės žymeklį virš kintamojo, kūrėjų įrankiai galėtų užklausti source map ir parodyti jo originalų TypeScript tipą, pvz., `price: number` arba `user: UserProfile`.

Tai užpildo paskutinę spragą tarp turtingos, tipų suvokimo patirties rašant kodą šiuolaikinėje IDE ir dažnai be tipų, dviprasmiškos patirties derinant jį naršyklėje. Tai perkelią jūsų statinio tipo tikrintuvo galią tiesiai į jūsų vykdymo laiko derinimo darbo eigą.

Lankstesnė ir efektyvesnė struktūra

Galiausiai, V4 siekia patobulinti pačią pagrindinę formatą. Nors detalės dar nėra baigtos, tikslai yra aiškūs:

• Moduliškumas: Naujas formatas sukurtas būti moduliaresnis. Vietoj vienos monolitinės `mappings` eilutės, skirtingi duomenų tipai (poziciniai atvaizdavimai, apimties informacija ir kt.) gali būti saugomi atskirose, labiau struktūruotose sekcijose.
• Išplečiamumas: Formatas leidžia naudoti pasirinktinius, konkrečiam tiekėjui būdingus plėtinius. Tai reiškia, kad toks įrankis kaip Svelte galėtų pridėti specialią derinimo informaciją savo šablonų sintaksei, arba tokia sistema kaip Next.js galėtų pridėti metaduomenų, susijusių su atvaizdavimu serveryje, nelaukdama naujo pasaulinio standarto.
• Našumas: Atsisakant vienos didžiulės eilutės ir naudojant labiau struktūruotą JSON formatą, analizė gali būti greitesnė ir efektyvesnė atminties atžvilgiu. Taip pat vyksta diskusijos apie pasirenkamus dvejetainius kodavimus našumui kritinėms sekcijoms, kurie galėtų žymiai sumažinti labai didelių programų source maps dydį ir analizės laiką.

Praktinės pasekmės: kaip V4 pakeis jūsų darbo eigą

Šie patobulinimai nėra tik akademiniai; jie turės apčiuopiamą poveikį kasdieniam kūrėjų, įrankių kūrėjų ir sistemų autorių gyvenimui.

Kasdieniniam kūrėjui

Jūsų kasdienis derinimas taps žymiai sklandesnis ir intuityvesnis:

• Patikimas derinimas: Derintojo būsena labiau atitiks jūsų parašytą kodą. Kintamųjų pavadinimai bus teisingi, apimtys elgsis taip, kaip tikėtasi, o iškvietimų dėklas bus prasmingas.
• „Tai, ką matote, yra tai, ką derinate“: Atsiskyrimas tarp jūsų redaktoriaus ir derintojo sumažės. Žingsniavimas per kodą atitiks jūsų pradinio šaltinio logiką, o ne painų optimizuotos išvesties kelią.
• Greitesnis problemų sprendimas: Turėdami po ranka turtingesnį kontekstą, pvz., tipo informaciją užvedus pelės žymeklį, praleisite mažiau laiko bandydami suprasti savo programos būseną ir daugiau laiko taisydami tikrąją klaidą.

Bibliotekų ir sistemų autoriams

Tokių įrankių kaip React, Vue, Svelte ir Angular autoriai galės suteikti daug geresnę derinimo patirtį savo vartotojams. Jie gali naudoti išplečiamą V4 pobūdį, kad sukurtų source maps, kurie suprastų jų konkrečias abstrakcijas. Pavyzdžiui, derindami React komponentą, derintojas galėtų parodyti jums būseną ir rekvizitus su originaliais pavadinimais iš jūsų JSX kodo, o žingsniavimas per Svelte šabloną galėtų atrodyti taip pat natūraliai, kaip žingsniavimas per paprastą JavaScript.

Dev Tool ir Build Tool kūrėjams

Komandoms, kurios kuria Chrome DevTools, Firefox Developer Tools, VS Code, Webpack, Vite ir esbuild, V4 suteikia standartizuotą, galingą naują duomenų rinkinį, su kuriuo galima dirbti. Jie gali kurti daugiau intelektualių ir naudingų derinimo funkcijų, pereidami nuo paprasto šaltinio atvaizdavimo prie įrankių kūrimo, kurie iš tikrųjų supranta kūrėjo pradinį ketinimą ir transformacijas, kurias patyrė kodas.

V4 specifikacija: žvilgsnis į vidų

Nors V4 specifikacija vis dar yra pasiūlymas ir gali būti pakeista, galime pažvelgti į jos siūlomą struktūrą, kad suprastume, kaip pavaizduojamos šios naujos funkcijos. V4 source map vis dar yra JSON objektas, bet su naujais aukščiausio lygio raktais.

Štai supaprastintas, konceptualus pavyzdys, kaip galėtų atrodyti V4 source map mažam kodo gabalui:

            
{
  "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,  // Index into `names` array -> "GREETING"
          "generatedName": "a" // The actual name in the minified code
        }
      ],
      "children": [] // For nested scopes
    }
  ],
  "outline": {
    "functions": [
      // ... Information about original function boundaries and inlining
    ]
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

Pagrindiniai šios struktūros dalykai yra šie:

• `version` dabar yra `4`.
• Naujas `scopes` laukas yra apimties objektų masyvas. Kiekvienas objektas apibrėžia savo ribas (pradžios ir pabaigos poziciją pradiniame šaltinyje) ir turi `bindings` masyvą.
• Kiekvienas įrašas `bindings` sukuria aiškų ryšį tarp pavadinimo `names` masyve (originalus pavadinimas) ir atitinkamo kintamojo pavadinimo sugeneruotame kode.
• Hipotetinis `outline` laukas galėtų turėti struktūrinę informaciją, pvz., pradinę funkcijos hierarchiją, kad padėtų atkurti iškvietimų dėklą.

Kelias į priėmimą: dabartinė būsena ir ateities perspektyvos

Svarbu nustatyti realius lūkesčius. Perėjimas prie Source Maps V4 bus laipsniškos, visą ekosistemą apimančios pastangos. Šiuo metu specifikacija kuriama bendradarbiaujant pagrindinėms suinteresuotoms šalims, įskaitant naršyklių pardavėjus (Google, Mozilla), kūrimo įrankių autorius ir platesnės JavaScript bendruomenės narius, o diskusijos dažnai vyksta tokiuose forumuose kaip TC39 įrankių grupė.

Kelias į visišką priėmimą apima kelis žingsnius:

1. Specifikacijos užbaigimas: Bendruomenė turi susitarti dėl stabilios ir visapusiškos specifikacijos.
2. Įgyvendinimas kūrimo įrankiuose: Rinkėjai ir transpilieriai (Vite, Webpack, Babel ir kt.) turės būti atnaujinti, kad generuotų V4 source maps.
3. Įgyvendinimas derintuvuose: Naršyklių kūrėjų įrankiai ir IDE (Chrome DevTools, VS Code ir kt.) turės būti atnaujinti, kad analizuotų ir interpretuotų naują V4 formatą.

Jau matome eksperimentinius įgyvendinimus ir pažangą. V8 komanda (JavaScript variklis, esantis Chrome ir Node.js pagrindu) aktyviai dalyvavo prototipų kūrime ir standarto apibrėžime. Kai šie įrankiai pradės diegti palaikymą, pradėsime matyti naudą, kuri pasieks mūsų kasdienes darbo eigas. Galite sekti pažangą per GitHub saugyklas, skirtas source map specifikacijai ir diskusijoms pagrindinėse įrankių ir naršyklių kūrimo komandose.

Išvada: protingesnė, daugiau konteksto suvokianti derinimo ateitis

Source Maps V4 atspindi daugiau nei tik naują versijos numerį; tai paradigmos poslinkis. Jis perkelia mus iš paprastų pozicinių nuorodų pasaulio į gilaus, semantinio supratimo pasaulį. Įterpdama svarbią informaciją apie apimtis, tipus ir kodo struktūrą tiesiai į source map, V4 žada ištirpinti likusias kliūtis tarp kodo, kurį rašome, ir kodo, kurį deriname.

Rezultatas bus derinimo patirtis, kuri yra greitesnė, intuityvesnė ir žymiai mažiau varginanti. Tai leis mūsų įrankiams būti protingesniems, mūsų sistemoms būti skaidresnėms, o mums, kūrėjams, būti produktyvesniems. Kelias į visišką priėmimą gali užtrukti, bet ateitis, kurią jis žada, yra šviesi – ateitis, kurioje linija tarp mūsų šaltinio kodo ir veikiančios programos, visais praktiniais tikslais, yra nematoma.