Cloudflare, Mozilla och Facebook utvecklar BinaryAST för att påskynda inladdningen av JavaScript.

Ingenjörer från företagen Cloudflare, Mozilla, Facebook och Bloomberg erbjöds ett nytt format BinaryAST för att påskynda leveransen och bearbetningen av JavaScript-kod när webbplatser öppnas i webbläsaren. BinaryAST flyttar syntaxanalysfasen till servern och levererar redan formade abstrakta syntaxträd (AST). När BinaryAST mottas kan webbläsaren omedelbart gå vidare till kompilationssteget, och hoppa över parsen av den ursprungliga JavaScript-koden.

För testning har en referensimplementation som levereras under MIT-licensen. För parsning används komponenter från Node.js, och koden för optimering och bildande av AST är skriven i Rust. Stöd för
BinaryAST finns redan i nattversioner Firefox. Kodaren i BinaryAST kan användas både på nivå av det slutliga webbplatsverktyget och för att paketera skript från externa webbplatser på proxy- eller innehållsleveransnätverksidan. Processen för standardisering av BinaryAST har redan påbörjats av arbetsgruppen ECMA TC39, efter slutförandet av vilken formatet kan samexistera med befintliga metoder för komprimering av levererat innehåll, som gzip och brotli.

En betydande tidsdel av JavaScript-bearbetningen tar laddnings- och syntaxanalysfasen. Med tanke på att mängden nedladdad JavaScript på många populära webbplatser närmar sig 10 MB (till exempel LinkedIn - 7.2MB, Facebook - 7.1MB, Gmail - 3.9MB) bidrar den inledande bearbetningen av JavaScript till betydande fördröjningar. Parsingsteget på webbläsarsidan fördröjs också på grund av oförmågan att bygga AST i realtid, när koden laddas (webbläsaren måste vänta på att block av kod, till exempel funktionsslut, ska laddas för att få den information som saknas för att analysera aktuella element).

Delvis försöker man lösa problemet genom att distribuera koden i minimerad och komprimerad form, samt genom att cache lagrat bytekod genererat av webbläsaren. På moderna webbplatser uppdateras koden tillräckligt ofta, så caching löser bara delvis problemet. En potentiell lösning skulle kunna vara WebAssembly, men det kräver användning av explicit typning i koden och passar dåligt för att påskynda bearbetningen av redan befintlig JavaScript-kod.

Ett annat alternativ är att leverera färdigkompilerad bytekod istället för JavaScript-skript, men utvecklarna av webbläsarmotorer är emot det eftersom tredjeparts bytekod är svår att verifiera, dess direkta bearbetning kan leda till en uppdelning av webben, det uppstår ytterligare säkerhetshot och det krävs utveckling av ett universellt bytekodformat.

BinaryAST gör det möjligt att passa in i den nuvarande modellen för utveckling och leverans av kod utan att skapa en ny bytekod och utan att ändra språket JavaScript. Datastorleken i BinaryAST-formatet är jämförbar med komprimerad, minifierad JavaScript-kod, och bearbetningstiden ökar avsevärt på grund av att parsning av källtexter utesluts. Dessutom möjliggör formatet kompileringsprocessen till bytekod under inläsningen av BinaryAST, utan att vänta på att alla data ska vara mottagna. Dessutom gör serverbaserad parsning att onödiga funktioner och överflödig kod kan uteslutas från den presentation som BinaryAST levererar, vilket spara tid både för parsning och överföring av onödig trafik.

En särskild egenskap hos BinaryAST är möjligheten att återställa läsbar JavaScript som inte är identisk med den ursprungliga versionen, men som är semantiskt ekvivalent och inkluderar samma variabelnamn och funktioner (BinaryAST bevarar namn, men behåller inte information om kodens positioner, formatering och kommentarer). Den negativa sidan är att nya vektorer för attacker kan uppkomma, men enligt utvecklarna är dessa betydligt färre och mer kontrollerbara än vid användning av alternativ, såsom spridning av bytekod.

Tester på facebook.com visade att 10-15% av CPU-resurserna spenderas på parsning av JavaScript, och att parsning tar längre tid än att generera bytekod och initialt skapa kod för JIT. I SpiderMonkey-motorn tar den totala tiden för att bygga AST 500-800 ms, och användningen av BinaryAST har gjort det möjligt att minska denna siffra med 70-90%.
Sammanfattningsvis reduceras parsningstiden för JavaScript med 3-10% i läget utan optimering och med 90-97% när läget för att ignorera oanvända funktioner är aktiverat, för de flesta webbramverk vid användning av BinaryAST.
Vid utförande av ett testset för JavaScript på 1,2 MB, gjorde användningen av BinaryAST att starttiden kunde minskas från 338 ms till 314 ms på en stationär dator (Intel i7) och från 2019 ms till 1455 ms på en mobil enhet (HTC One M8).

Källa: opennet.ru