Cloudflare, Mozilla et Facebook développent BinaryAST pour accélérer le chargement du JavaScript.

Les ingénieurs de Cloudflare, Mozilla, Facebook et Bloomberg ont été proposés nouveau format BinaryAST pour accélérer la livraison et le traitement du code JavaScript lors de l'ouverture de sites dans un navigateur. BinaryAST déplace la phase d'analyse syntaxique vers le serveur et fournit déjà un arbre syntaxique abstrait (AST). Lors de l'utilisation de BinaryAST, le navigateur peut immédiatement passer à l'étape de compilation, en contournant l'analyse du code source JavaScript.

Pour les tests préparée une implémentation de référence, fournie sous licence MIT. Pour l'analyse, des composants Node.js sont utilisés, et le code pour l'optimisation et la génération de l'AST est écrit en Rust. Du côté des navigateurs, la prise en charge de
BinaryAST est déjà disponible dans versions nocturnes Firefox. L'encodeur de BinaryAST peut être appliqué à la fois au niveau des outils du site final et pour l'emballage de scripts de sites externes du côté du proxy ou du réseau de diffusion de contenu. Le processus de standardisation de BinaryAST a déjà commencé dans le groupe de travail ECMA TC39, après quoi le format pourra coexister avec les méthodes de compression de contenu existantes, telles que gzip et brotli.

Le temps de traitement du JavaScript est considérablement impacté par la phase de chargement et d'analyse syntaxique du code. Étant donné que le volume de JavaScript téléchargé sur de nombreux sites populaires approche les 10 Mo (par exemple, pour LinkedIn — 7,2 Mo, Facebook — 7,1 Mo, Gmail — 3,9 Mo), le traitement initial du JavaScript entraîne un retard significatif. La phase d'analyse du côté du navigateur est également ralentie en raison de l'incapacité à construire complètement l'AST à la volée, au fur et à mesure que le code est téléchargé (le navigateur doit attendre la fin du téléchargement des blocs de code, par exemple la fin des fonctions, pour obtenir des informations manquantes nécessaires à l'analyse des éléments en cours).

Une partie du problème est tentée de être résolue par la diffusion de code de manière minimisée et compressée, ainsi que par le biais de la mise en cache du bytecode généré par le navigateur. Sur les sites modernes, le code est mis à jour assez fréquemment, donc la mise en cache ne résout que partiellement le problème. Une solution possible pourrait être WebAssembly, mais il nécessite l'utilisation de typage explicite dans le code et convient mal pour accélérer le traitement du code JavaScript déjà existant.

Une autre option consiste à fournir du bytecode compilé prêt à l'emploi au lieu de scripts JavaScript, mais les développeurs des moteurs de navigateur s'y opposent, car le bytecode tiers est difficile à vérifier, son traitement direct peut entraîner un dégradement du Web, des menaces de sécurité supplémentaires apparaissent et il faut développer un format de bytecode universel.

BinaryAST permet de s'intégrer dans le modèle actuel de développement et de livraison de code sans créer un nouveau bytecode ni modifier le langage JavaScript. La taille des données au format BinaryAST est comparable à celle du JavaScript compressé et minimisé, tandis que la vitesse de traitement est notablement augmentée grâce à l'élimination de la phase d'analyse des textes sources. De plus, le format permet de compiler en bytecode pendant que BinaryAST est chargé, sans attendre d'avoir reçu toutes les données. En outre, l'analyse côté serveur permet d'exclure du rendu de BinaryAST les fonctions inutilisées et le code superflu, pour lequel une analyse côté navigateur consomme du temps tant pour le traitement que pour le transfert de trafic inutile.

Une caractéristique de BinaryAST est également la possibilité de restaurer le JavaScript lisible, qui n'est pas exactement identique à la version originale, mais qui est sémantiquement équivalent et comprend les mêmes noms de variables et de fonctions (BinaryAST conserve les noms, mais ne conserve pas les informations sur les positions dans le code, le formatage et les commentaires). L'envers de la médaille est l'apparition de nouveaux vecteurs d'attaque, mais selon les développeurs, ils sont significativement moins nombreux et plus contrôlables que lors de l'utilisation d'alternatives, telles que la distribution de bytecode.

Les tests du code de facebook.com ont montré que l'analyse du JavaScript consomme 10 à 15 % des ressources CPU et que l'analyse prend plus de temps que la génération de bytecode et la formation initiale du code pour JIT. Dans le moteur SpiderMonkey, le temps de construction complet de l'AST est de 500 à 800 ms, et l'application de BinaryAST a permis de réduire ce chiffre de 70 à 90 %.
Globalement, pour la plupart des frameworks web, l'utilisation de BinaryAST réduit le temps d'analyse du JavaScript de 3 à 10 % en mode sans optimisation et de 90 à 97 % en activant le mode d'ignorance des fonctions inutilisées.
Lors de l'exécution d'un ensemble de tests JavaScript de 1,2 Mo, l'application de BinaryAST a permis de réduire le temps de démarrage de 338 à 314 ms sur un système de bureau (Intel i7) et de 2019 à 1455 ms sur un appareil mobile (HTC One M8).

Source : opennet.ru