Как работает javascript в браузере
JavaScript – это язык программирования, который добавляет интерактивность на ваш веб-сайт (например: игры, отклик при нажатии кнопок или при вводе данных в формы, динамические стили, анимация). Эта статья поможет вам начать работать с этим захватывающим языком и даст вам представление о том, на что он способен.
Что такое JavaScript на самом деле?
JavaScript ("JS" для краткости) — это полноценный динамический язык программирования, который применяется к HTML документу, и может обеспечить динамическую интерактивность на веб-сайтах. Его разработал Brendan Eich, сооснователь проекта Mozilla, Mozilla Foundation и Mozilla Corporation.
JavaScript невероятно универсален и дружелюбен к новичкам. Обладая большим опытом, вы сможете создавать игры, анимированную 2D и 3D графику, полномасштабные приложения с базами данных и многое другое!
JavaScript сам по себе довольно компактный, но очень гибкий. Разработчиками написано большое количество инструментов поверх основного языка JavaScript, которые разблокируют огромное количество дополнительных функций с очень небольшим усилием. К ним относятся:
- Программные интерфейсы приложения (API), встроенные в браузеры, обеспечивающие различные функциональные возможности, такие как динамическое создание HTML и установку CSS стилей, захват и манипуляция видеопотоком, работа с веб-камерой пользователя или генерация 3D графики и аудио сэмплов.
- Сторонние API позволяют разработчикам внедрять функциональность в свои сайты от других разработчиков, таких как Twitter или Facebook.
- Также вы можете применить к вашему HTML сторонние фреймворки и библиотеки, что позволит вам ускорить создание сайтов и приложений.
Поскольку эта статья должна быть только лёгким введением в JavaScript, мы не собираемся путать вас на этом этапе, подробно рассказывая о том, какая разница между основным языком JavaScript и различными инструментами, перечисленными выше. Вы можете подробно изучить все это позже, в нашей учебной области JavaScript и в остальной части MDN.
Ниже мы познакомим вас с некоторыми аспектами основного языка, и вы также будете играть с несколькими функциями API браузера. Веселитесь!
Пример "hello world"
Предыдущий раздел звучит очень многообещающе, и это на самом деле так — JavaScript является одной из самых перспективных веб-технологий, и когда вы освоитесь и начнёте использовать его, ваши веб-сайты перейдут в новое измерение мощи и креативности.
Тем не менее, с JavaScript немного более сложно освоиться, чем с HTML и CSS. Вам придётся начать с малого, продолжая изучение небольшими шагами. Для начала мы покажем вам, как добавить некоторые основы JavaScript на вашу страницу, чтобы создать "hello world!" пример (стандарт в начальных примерах программирования).
Важно: Если вы не следили за остальным нашим курсом, скачайте этот пример кода и используйте его в качестве стартовой точки.
- Для начала перейдите на ваш тестовый сайт и создайте папку с именем 'scripts' (без кавычек). Затем, в новой папке скриптов, которую вы только что создали, создайте новый файл с именем main.js . Сохраните его в вашей папке scripts .
- Далее перейдите в ваш index.html файл и введите следующий элемент на новой строке прямо перед закрывающим тегом </body> :
Примечание: Причиной, по которой мы поставили элемент <script> в нижней части HTML файла, является то, что HTML-элементы загружаются браузером в том порядке, в котором они расположены в файле. Поэтому, если JavaScript загружается первым и ему нужно взаимодействовать с HTML ниже его, он не сможет работать, так как JavaScript будет загружен раньше, чем HTML, с которым нужно работать. Поэтому, располагать JavaScript в нижней части HTML страницы считается лучшей стратегией.
Что произошло?
Итак, ваш заголовок текста был изменён на "Hello world!" с помощью JavaScript. Мы сделали это с помощью вызова функции querySelector() , захватив ссылку на наш заголовок и сохранив её в переменной, названной myHeading . Это очень похоже на то, что мы делали в CSS с помощью селекторов. Если вы хотите что-то сделать с элементом, то для начала вам нужно его выбрать.
После этого, вы устанавливаете значение переменной myHeading в textContent свойство (которое представляет собой контент заголовка) "Hello world!".
Ускоренный курс по основам языка
Давайте познакомимся с некоторыми основными возможностями языка JavaScript, чтобы дать вам больше понимания, как это всё работает. Более того, эти возможности являются общими для всех языков программирования. Если вы сможете понять эти основы, вы будете в состоянии начать программировать, как ни в чём не бывало!
Важно: В этой статье попробуйте вводить примеры строк кода в вашей JavaScript консоли, чтобы увидеть, что происходит. Для более подробной информации о JavaScript консоли смотрите статью Откройте для себя браузерные инструменты разработчика.
Переменные
Переменные — это контейнеры, внутри которых вы можете хранить значения. Вы начинаете с того, что объявляете переменную с помощью ключевого слова var (не рекомендуется, продолжайте читать, чтобы получить объяснения) или let , за которым следует любое имя, которым вы захотите её назвать:
Примечание: Точка с запятой в конце строки указывает, где заканчивается оператор; это абсолютно необходимо, когда вам нужно разделить оператора на одной строке. Однако некоторые люди считают, что хорошая практика - указывать их в конце каждого оператора. Существуют и другие правила, когда вы должны и не должны их использовать - смотрите более подробно в статье ваше руководство по точкам с запятой в JavaScript.
Примечание: вы можете назвать переменную практически как угодно, но есть некоторые ограничения для её имени (смотрите в правилах именования переменных.) Если вы не уверены, вы можете проверить имя вашей переменной, чтобы увидеть корректно ли оно.
Примечание: JavaScript чувствителен к регистру — myVariable отличается от переменной myvariable . Если у вас возникают проблемы в вашем коде, проверьте регистр!
Примечание: Для получения более подробной информации о разнице между var и let, смотрите: Разница между var и let.
После объявления переменной вы можете присвоить ей значение:
Вы можете сделать обе эти операции на одной и той же строке, если вы захотите:
Вы можете получить значение, просто вызвав переменную по имени:
После установки значения переменной вы можете изменить его позже:
Обратите внимание, что переменные имеют разные типы данных:
Переменная | Пояснение | Пример |
---|---|---|
String | Последовательность текста, называемая строкой. Чтобы указать, что это значение является строкой, вы должны заключить его в кавычки. | var myVariable = 'Bob'; |
Number | Числа. Числа не имеют кавычек вокруг них. | var myVariable = 10; |
Boolean | Значение True(Правда)/False(Ложь). Слова true и false специальные ключевые слова в JS, и не нуждаются в кавычках. | var myVariable = true; |
Array | Массив, который позволяет хранить несколько значений в одной ссылке. | var myVariable = [1,'Bob','Steve',10]; Обратиться к каждому элементу массива можно так: myVariable[0] , myVariable[1] , и т.д. |
Object | В принципе, что угодно. Все в JavaScript является объектом, и может храниться в переменной. Имейте это в виду, пока вы учитесь. | var myVariable = document.querySelector('h1'); Все это из вышеприведённых примеров. |
Комментарии
Комментарии - это, по сути, короткие фрагменты текста, которые могут быть добавлены в код, и которые игнорируются браузером. Вы можете поместить комментарии в JavaScript-код, так же как вы делали это в CSS:
Если ваш комментарий не содержит переноса строк, то зачастую легче поставить две косые черты, как тут:
Операторы
operator (en-US) — это математический символ, который производит результат, основанный на двух значениях (или переменных). В приведённой ниже таблице вы можете увидеть некоторые из наиболее простых операторов, наряду с некоторыми примерами, которые опробуете в JavaScript консоли.
Основное выражение true , но сравнение возвращает false , потому что мы отрицаем его:
var myVariable = 3;
!(myVariable === 3);
Здесь мы проверяем " myVariable НЕ равно 3". Это возвращает false , потому что myVariable равно 3.
var myVariable = 3;
myVariable !== 3;
Существует намного больше операторов для изучения, но этих пока хватит. Смотрите их полный список в разделе выражения и операторы.
Примечание: Смешивание типов данных может привести к некоторым неожиданным результатам при выполнении вычислений, поэтому будьте осторожны, правильно ссылайтесь на ваши переменные, чтобы получать ожидаемые результаты. Например, введите "35" + "25" в вашу консоль. Почему вы не получили результат, который вы ожидали? Потому, что кавычки превратили числа в строки, так что у вас в итоге получилась конкатенация строк, а не сложение чисел. Если вы введёте, 35 + 25 , то получите правильный результат.
Условия
Условия — это кодовые структуры, которые позволяют вам проверять, истинно или ложно выражение, а затем выполнить другой код в зависимости от результата. Самая распространённая форма условия называется, if . else . Например:
Выражение внутри if ( . ) — это проверка, которая использует тождественный оператор (как описано выше), чтобы сравнить переменную iceCream со строкой chocolate и увидеть равны ли они. Если это сравнение возвращает true , выполнится первый блок кода. Если нет, этот код пропустится и выполнится второй блок кода, после инструкции else .
Функции
Функции - способ упаковки функциональности, которую вы хотите использовать повторно. Всякий раз, когда вам нужна определённая процедура, вы можете просто вызвать функцию по её имени, а не переписывать весь код каждый раз. Вы уже видели некоторые функции, описанные выше, например:
Эти функции, document.querySelector и alert , встроены в браузер для того, чтобы вы использовали их всякий раз, когда вам это необходимо.
Если вы видите что-то, что выглядит как имя переменной, но имеет после него скобки — () , скорее всего, это функция. Функции часто принимают аргументы — биты данных, которые им необходимы для выполнения своей работы. Они находятся в скобках, и разделяются запятыми, если присутствует более одного аргумента.
Например, функция alert() вызывает всплывающий блок, появляющийся в окне браузера, но мы должны дать ему строку в качестве аргумента, чтобы сказать функции, что писать во всплывающем блоке.
Хорошая новость заключается в том, что вы можете определить свои собственные функции — в следующем примере мы напишем простую функцию, которая принимает два числа в качестве аргументов и умножает их:
Попробуйте запустить вышеупомянутую функцию в консоли, затем попробуйте изменить аргументы, например:
Примечание: Инструкция return сообщает браузеру, что нужно вернуть переменную result из функции, которую можно будет использовать. Это необходимо потому, что переменные, определённые внутри функций, доступны только внутри этих функций. Это называется областью видимости (en-US) переменной. (Читайте больше об области видимости переменных.)
События
Для создания действительной интерактивности на веб-сайте вам необходимы события. События — это структура, которая следит за тем, что происходит в браузере, а затем позволяет вам запускать код в ответ на это. Наиболее очевидным является событие клика (en-US), которое вызывается браузером, когда мы щёлкаем по чему-то мышью. Для демонстрации этого события введите следующую команду в вашу консоль, а затем щёлкните по текущей веб-странице:
Существуют множество способов прикрепить событие к элементу. Здесь мы выбираем <html> элемент и устанавливаем ему обработчик свойства onclick (en-US) анонимной функцией (т.е. безымянной) которая содержит код, который мы хотим запустить для события клика.
Обратите внимание, что
Просто так короче.
Прокачаем пример нашего веб-сайта
Теперь, когда мы прошли некоторые основы JavaScript, давайте добавим несколько крутых несложных функций в пример нашего сайта, чтобы дать вам некоторое представление о принципах работы.
Добавление смены изображения
В этом разделе мы добавим ещё одно изображение на наш сайт и добавим некоторый простой JavaScript для переключения между двумя изображениями, когда по ним щёлкнули.
- В первую очередь найдите другое изображение, которые вы хотели бы показать на вашем сайте. Убедитесь что оно такого же размера, как ваше первое изображение или максимально близкое к нему.
- Сохраните изображение в вашу папку images .
- Переименуйте это изображение в 'firefox2.jpg' (без кавычек).
- Перейдите в ваш файл main.js и введите следующий JavaScript. (Если ваш "hello world" JavaScript по-прежнему существует, удалите его.)
Итак, мы сохраняем ссылку на наш элемент <img> в переменной myImage . Далее, мы создаём этой переменной обработчик события onclick с анонимной функцией. Теперь, каждый раз, когда на этот элемент изображения щёлкнут:
- Мы получаем значение из атрибута src изображения.
- Мы используем условие для проверки значения src, равен ли путь к исходному изображению:
- Если это так, мы меняем значение src на путь ко 2-му изображению, заставляя другое изображение загружаться внутри элемента <image> .
- Если это не так (значит, оно должно было уже измениться), мы меняем значение src , возвращаясь к первоначальному пути изображения, каким он был изначально.
-
В index.html , добавьте следующую строку перед элементом <script> :
Заключение
Если вы следовали всем инструкциям в этой статье, в конечном итоге вы должны получить страницу, которая выглядит примерно так (вы также можете посмотреть нашу версию здесь):
Если вы застряли, вы всегда можете сравнить свою работу с нашим готовым примером кода на Github.
Здесь мы узнали только самую поверхность JavaScript. Если вам понравился этот язык и вы хотите изучить его поглубже, перейдите к нашему разделу изучение JavaScript.
Давайте посмотрим, что такого особенного в JavaScript, чего можно достичь с его помощью и какие другие технологии хорошо с ним работают.
Что такое JavaScript?
Изначально JavaScript был создан, чтобы «сделать веб-страницы живыми».
Программы на этом языке называются скриптами. Они могут встраиваться в HTML и выполняться автоматически при загрузке веб-страницы.
Скрипты распространяются и выполняются, как простой текст. Им не нужна специальная подготовка или компиляция для запуска.
Это отличает JavaScript от другого языка – Java.
Когда JavaScript создавался, у него было другое имя – «LiveScript». Однако, язык Java был очень популярен в то время, и было решено, что позиционирование JavaScript как «младшего брата» Java будет полезно.
Со временем JavaScript стал полностью независимым языком со своей собственной спецификацией, называющейся ECMAScript, и сейчас не имеет никакого отношения к Java.
Сегодня JavaScript может выполняться не только в браузере, но и на сервере или на любом другом устройстве, которое имеет специальную программу, называющуюся «движком» JavaScript.
У браузера есть собственный движок, который иногда называют «виртуальная машина JavaScript».
Разные движки имеют разные «кодовые имена». Например:
-
– в Chrome и Opera. – в Firefox.
- …Ещё есть «Trident» и «Chakra» для разных версий IE, «ChakraCore» для Microsoft Edge, «Nitro» и «SquirrelFish» для Safari и т.д.
- Движок (встроенный, если это браузер) читает («парсит») текст скрипта.
- Затем он преобразует («компилирует») скрипт в машинный язык.
- После этого машинный код запускается и работает достаточно быстро.
- Полная интеграция с HTML/CSS.
- Простые вещи делаются просто.
- Поддерживается всеми основными браузерами и включён по умолчанию.
- Локальные запросы: 23 мс.
- Трансконтинентальные запросы: 120 мс.
- Интерконтинентальные запросы: 225 мс.
- Он автоматически оценивает директивы кэширования на ресурсах, с которыми ведётся работа.
- Он автоматически, при наличии такой возможности, перепроверяет ресурсы, срок кэширования которых истёк.
- Он самостоятельно управляет размером кэша и удаляет из него ненужные ресурсы.
- Всегда используйте в запросах заголовок «Connection: Keep-Alive». Браузеры, кстати, используют его по умолчанию. Проверьте, чтобы и сервер использовал тот же самый механизм.
- Используйте подходящие заголовки Cache-Control, Etag и Last-Modified при работе с ресурсами. Это позволит ускорить загрузку страниц при повторных обращениях к ним из того же браузера и сэкономить трафик.
- Потратьте время на настройку и оптимизацию сервера. В этой области, кстати, можно увидеть настоящие чудеса. Помните о том, что процесс подобной настройки очень сильно зависит от особенностей конкретного приложения и от типа передаваемых данных.
- Всегда используйте TLS. В особенности — если в вашем веб-приложении используются какие-либо механизмы аутентификации пользователя.
- Выясните, какие политики безопасности предоставляют браузеры, и используйте их в своих приложениях.
- Хранить данные внутри переменных. В примере выше, мы, например, запрашивали ввод нового имени, которое нужно было ввести, затем сохраняли имя в переменной name .
- Операции над фрагментами текстов (известными в программировании как "строки"). В примере выше мы брали строку "Player 1: " и присоединили её к значению переменной name для получения полного текста, например: ''Player 1: Chris".
- Запускать код в соответствии с определёнными событиями происходящими на web странице. В нашем примере выше, мы использовали click (en-US) событие, для определения момента, когда кнопка была кликнута, в соответствии с этим запускался код, который обновлял текст.
- И многое другое!
- API-интерфейс DOM (Document Object Model) позволяет вам манипулировать HTML и CSS, создавать, удалять и изменять HTML, динамически применять новые стили к вашей странице и т. д.. Каждый раз, когда вы видите всплывающее окно на странице или какое-то новое содержимое, Как мы видели выше в нашем простом демо), например, это DOM в действии.
- API геолокации извлекает географическую информацию. Так Google Maps может найти ваше местоположение и нанести его на карту.
- API Canvas и WebGL позволяют создавать анимированные 2D и 3D-графики. Люди делают некоторые удивительные вещи, используя эти веб-технологии - см. Chrome Experiments и webglsamples.
- Аудио и видео API, такие как HTMLMediaElement и WebRTC, позволяют делать действительно интересные вещи с мультимедиа, такие как проигрывание аудио и видео прямо на веб-странице, или захватывать видео с веб-камеры и отображать его на Чужой компьютер (попробуйте наш простой демонстрационный снимок, чтобы понять идею)
- Сначала, сделайте локальную копию нашего файла-примера apply-javascript.html. Сохраните его в удобное для вас место.
- Откройте этот файл в вашем браузере и в вашем текстовом редакторе. Вы увидите, что HTML создаёт простую веб-страницу с активной кнопкой.
- Затем, перейдите в текстовый редактор и добавьте следующие строки перед закрывающим тегом </head> :
- Сначала, создайте новый файл в той же папке, что и ваш файл-пример HTML. Назовите его script.js — убедитесь, что у имени файла расширение .js, так как оно распознается, как JavaScript.
- Замените ваш текущий элемент <script> на следующий:
Эти названия полезно знать, так как они часто используются в статьях для разработчиков. Мы тоже будем их использовать. Например, если «функциональность X поддерживается V8», тогда «Х», скорее всего, работает в Chrome и Opera.
Движки сложны. Но основы понять легко.
Движок применяет оптимизации на каждом этапе. Он даже просматривает скомпилированный скрипт во время его работы, анализируя проходящие через него данные, и применяет оптимизации к машинному коду, полагаясь на полученные знания. В результате скрипты работают очень быстро.
Что может JavaScript в браузере?
Современный JavaScript – это «безопасный» язык программирования. Он не предоставляет низкоуровневый доступ к памяти или процессору, потому что изначально был создан для браузеров, не требующих этого.
Возможности JavaScript сильно зависят от окружения, в котором он работает. Например, Node.JS поддерживает функции чтения/записи произвольных файлов, выполнения сетевых запросов и т.д.
В браузере для JavaScript доступно всё, что связано с манипулированием веб-страницами, взаимодействием с пользователем и веб-сервером.
Например, в браузере JavaScript может:
Чего НЕ может JavaScript в браузере?
Возможности JavaScript в браузере ограничены ради безопасности пользователя. Цель заключается в предотвращении доступа недобросовестной веб-страницы к личной информации или нанесения ущерба данным пользователя.
Примеры таких ограничений включают в себя:
JavaScript на веб-странице не может читать/записывать произвольные файлы на жёстком диске, копировать их или запускать программы. Он не имеет прямого доступа к системным функциям ОС.
Современные браузеры позволяют ему работать с файлами, но с ограниченным доступом, и предоставляют его, только если пользователь выполняет определённые действия, такие как «перетаскивание» файла в окно браузера или его выбор с помощью тега <input> .
Существуют способы взаимодействия с камерой/микрофоном и другими устройствами, но они требуют явного разрешения пользователя. Таким образом, страница с поддержкой JavaScript не может незаметно включить веб-камеру, наблюдать за происходящим и отправлять информацию в ФСБ.
Различные окна/вкладки не знают друг о друге. Иногда одно окно, используя JavaScript, открывает другое окно. Но даже в этом случае JavaScript с одной страницы не имеет доступа к другой, если они пришли с разных сайтов (с другого домена, протокола или порта).
Это называется «Политика одинакового источника» (Same Origin Policy). Чтобы обойти это ограничение, обе страницы должны согласиться с этим и содержать JavaScript-код, который специальным образом обменивается данными.
Подобные ограничения не действуют, если JavaScript используется вне браузера, например — на сервере. Современные браузеры предоставляют плагины/расширения, с помощью которых можно запрашивать дополнительные разрешения.
Что делает JavaScript особенным?
Как минимум, три сильные стороны JavaScript:
JavaScript – это единственная браузерная технология, сочетающая в себе все эти три вещи.
Вот что делает JavaScript особенным. Вот почему это самый распространённый инструмент для создания интерфейсов в браузере.
Хотя, конечно, JavaScript позволяет делать приложения не только в браузерах, но и на сервере, на мобильных устройствах и т.п.
Языки «над» JavaScript
Синтаксис JavaScript подходит не под все нужды. Разные люди хотят иметь разные возможности.
Это естественно, потому что проекты разные и требования к ним тоже разные.
Так, в последнее время появилось много новых языков, которые транспилируются (конвертируются) в JavaScript, прежде чем запустятся в браузере.
Современные инструменты делают транспиляцию очень быстрой и прозрачной, фактически позволяя разработчикам писать код на другом языке, автоматически преобразуя его в JavaScript «под капотом».
Примеры таких языков:
-
добавляет «синтаксический сахар» для JavaScript. Он вводит более короткий синтаксис, который позволяет писать чистый и лаконичный код. Обычно такое нравится Ruby-программистам. концентрируется на добавлении «строгой типизации» для упрощения разработки и поддержки больших и сложных систем. Разработан Microsoft. тоже добавляет типизацию, но иначе. Разработан Facebook. стоит особняком, потому что имеет собственный движок, работающий вне браузера (например, в мобильных приложениях). Первоначально был предложен Google, как замена JavaScript, но на данный момент необходима его транспиляция для запуска так же, как для вышеперечисленных языков. транспилирует Python в JavaScript, что позволяет писать приложения на чистом Python без JavaScript.
Есть и другие. Но даже если мы используем один из этих языков, мы должны знать JavaScript, чтобы действительно понимать, что мы делаем.
В переводе двенадцатой части серии материалов о JavaScript и его экосистеме, который мы сегодня публикуем, речь пойдёт о сетевой подсистеме браузеров и об оптимизации производительности и безопасности сетевых операций. Автор материала говорит, что разница между хорошим и отличным JS-разработчиком заключается не только в уровне освоения языка, но и в том, насколько хорошо он разбирается в механизмах, не входящих в язык, но используемых им. Собственно говоря, работа с сетью — это один из таких механизмов.
Немного истории
49 лет назад была создана компьютерная сеть ARPAnet, объединяющая несколько научных учреждений. Это была одна из первых сетей с коммутацией пакетов, и первая сеть, в который была реализована модель TCP/IP. Двадцатью годами позже Тим Бернес-Ли предложил проект известный как Всемирная паутина. За годы, которые прошли с запуска ARPAnet, интернет прошёл долгий путь — от пары компьютеров, обменивающихся пакетами данных, до более чем 75 миллионов серверов, примерно 1.3 миллиарда веб-сайтов и 3.8 миллиарда пользователей.
Количество пользователей интернета в мире
В этом материале мы поговорим о том, какие механизмы используют браузеры для того, чтобы повысить производительность работы с сетью (эти механизмы скрыты в их недрах, вероятно, вы о них, работая с сетью в JS, даже и не думаете). Кроме того, мы обратим особое внимание на сетевой уровень браузеров и приведём здесь несколько рекомендаций, касающихся того, как разработчик может помочь браузеру повысить производительность сетевой подсистемы, которую задействуют веб-приложения.
Обзор
При разработке современных веб-браузеров особое внимание уделяется быстрой, эффективной и безопасной загрузке в них страниц веб-сайтов и веб-приложений. Работу браузеров обеспечивают сотни компонентов, выполняющихся на различных уровнях и решающих широкий спектр задач, среди которых — управление процессами, безопасное выполнение кода, декодирование и воспроизведение аудио и видео, взаимодействие с видеоподсистемой компьютера и многое другое. Всё это делает браузеры больше похожими на операционные системы, а не на обычные приложения.
Общая производительность браузера зависит от целого ряда компонентов, среди которых, если рассмотреть их укрупнённо, можно отметить подсистемы, решающие задачи разбора загружаемого кода, формирования макетов страниц, применения стилей, выполнения JavaScript и WebAssembly-кода. Конечно же, сюда входят и система визуализации информации, и реализованный в браузере сетевой стек.
Программисты часто думают, что узким местом браузера является именно его сетевая подсистема. Часто так и бывает, так как все ресурсы, прежде чем с ними можно будет что-то сделать, сначала должны быть загружены из сети. Для того чтобы сетевой уровень браузера был эффективным, ему нужны возможности, позволяющие играть роль чего-то большего, нежели роль простого средства для работы с сокетами. Сетевой уровень даёт нам очень простой механизм загрузки данных, но, на самом деле, за этой внешней простотой скрывается целая платформа с собственными критериями оптимизации, API и службами.
Сетевая подсистема браузера
Занимаясь веб-разработкой, мы можем не беспокоиться об отдельных TCP или UDP-пакетах, о форматировании запросов, о кэшировании, и обо всём остальном, что происходит в ходе взаимодействия браузера с сервером. Решением всех этих сложных задач занимается браузер, что даёт нам возможность сосредоточиться на разработке приложений. Однако, знание того, что происходит в недрах браузера, может помочь нам в деле создания более быстрых и безопасных программ.
Поговорим о том, как выглядит обычный сеанс взаимодействия пользователя с браузером. В целом, он состоит из следующих операций:
Жизненный цикл запроса
Весь процесс обмена данными по сети очень сложен, он представлен множеством уровней, каждый из которых может стать узким местом. Именно поэтому браузеры стремятся к тому, чтобы улучшить производительность на своей стороне, используя различные подходы. Это помогает снизить, до минимально возможных значений, воздействие особенностей сетей на производительность сайтов.
Управление сокетами
Прежде чем говорить об управлении сокетами, рассмотрим некоторые важные понятия:
На самом деле, современные браузеры не жалеют сил на раздельное управление запросами и сокетами. Сокеты организованы в пулы, которые сгруппированы по источнику. В каждом пуле применяются собственные лимиты соединений и ограничения, касающиеся безопасности. Запросы, выполняемые к источнику, ставятся в очередь, приоритизируются, а затем привязываются к конкретным сокетам в пуле. Если только сервер не закроет соединение намеренно, один и тот же сокет может быть автоматически переиспользован для выполнения многих запросов.
Очереди запросов и система управления сокетами
Так как открытие нового TCP-соединения требует определённых затрат системных ресурсов и некоторого времени, переиспользование соединений, само по себе, является отличным средством повышения производительности. По умолчанию браузер использует так называемый механизм «keepalive», который позволяет экономить время на открытии соединения к серверу при выполнении нового запроса. Вот средние показатели времени, необходимого для открытия нового TCP-соединения:
Как уже было сказано, всё это управляется браузером и не требует усилий со стороны программиста. Однако это не означает, что программист не может сделать ничего для того, чтобы помочь браузеру. Так, например, выбор подходящих шаблонов сетевого взаимодействия, частоты передачи данных, выбор протокола, настройка и оптимизация серверного стека, могут сыграть значительную роль в повышении общей производительности приложения.
Некоторые браузеры в деле оптимизации сетевых соединений идут ещё дальше. Например, Chrome может «самообучаться» по мере его использования, что ускоряет работу с веб-ресурсами. Он анализирует посещённые сайты и типичные шаблоны работы в интернете, что даёт ему возможность прогнозировать поведение пользователя и предпринимать какие-то меры ещё до того, как пользователь что-либо сделает. Самый простой пример — это предварительный рендеринг страницы в тот момент, когда пользователь наводит указатель мыши на ссылку. Если вам интересны внутренние механизмы оптимизации, применяемые в Chrome, вот — полезный материал на эту тему.
Сетевая безопасность и ограничения
У того, что браузеру позволено управлять отдельными сокетами, есть, помимо оптимизации производительности, ещё одна важная цель: благодаря такому подходу браузер может применять единообразный набор ограничений и правил, касающихся безопасности, при работе с недоверенными ресурсами приложений. Например, браузер не даёт прямого доступа к сокетам, так как это позволило бы любому потенциально опасному приложению выполнять произвольные соединения с любыми сетевыми системами. Браузер, кроме того, применяет ограничение на число соединений, что защищает сервер и клиент от чрезмерного использования сетевых ресурсов.
Браузер форматирует все исходящие запросы для защиты сервера от запросов, которые могут быть сформированы неправильно. Точно так же браузер относится и к ответам серверов, автоматически декодируя их и принимая меры для защиты пользователя от возможных угроз, исходящих со стороны сервера.
Процедура TLS-согласования
TLS (Transport Layer Security, протокол защиты транспортного уровня), это криптографический протокол, который обеспечивает безопасность передачи данных по компьютерным сетям. Он нашёл широкое использование во множестве областей, одна из которых — работа с веб-сайтами. Веб-сайты могут использовать TLS для защиты всех сеансов взаимодействия между серверами и веб-браузерами.
Вот как, в общих чертах, выглядит процедура TLS-рукопожатия:
Принцип одного источника
В соответствии с принципом одного источника (Same-origin policy), две страницы имеют один и тот же источник, если их протокол, порт (если задан) и хост совпадают.
Вот несколько примеров ресурсов, которые могут быть встроены в страницу с несоблюдением принципа одного источника:
Стоит отметить, что не существует единственной концепции «принципа единого источника». Вместо этого имеется набор связанных механизмов, которые применяют ограничения по доступу к DOM, по управлению куки-файлами и состоянием сессии, по работе с сетевыми ресурсами и с другими компонентами браузера.
Кэширование
Самый лучший, самый быстрый запрос — это запрос, который не ушёл в сеть, а был обработан локально. Прежде чем ставить запрос в очередь на выполнение, браузер автоматически проверяет свой кэш ресурсов, выполняет проверку найденных там ресурсов на предмет актуальности и возвращает локальные копии ресурсов в том случае, если они соответствуют определённому набору требований. Если же ресурсов в кэше нет, выполняется сетевой запрос, а полученные в ответ на него материалы, если их можно кэшировать, помещаются в кэш для последующего использования. В процессе работы с кэшем браузер выполняет следующие действия:
Пример
Вот простой, но наглядный пример удобства отложенного управления состоянием сессии в браузере. Аутентифицированная сессия может совместно использоваться в нескольких вкладках или окнах браузера, и наоборот; завершение сессии в одной из вкладок приводит к тому, что сессия окажется недействительной и во всех остальных.
API и протоколы
Советы по оптимизации производительности и безопасности сетевых подсистем веб-приложений
Вот несколько советов, которые помогут вам повысить производительность и безопасность сетевых подсистем ваших веб-приложений.
Итоги
Браузеры берут на себя большую часть сложных задач по управлению всем тем, что связано с сетевым взаимодействием. Однако это не значит, что разработчик может совершенно не обращать на всё это внимание. Тот, кто хотя бы в общих чертах знает о том, что происходит в недрах браузера, может вникнуть в необходимые детали и своими действиями помочь браузеру, а значит — сделать так, чтобы его веб-приложения работали быстрее.
Предыдущие части цикла статей:
Необходимые навыки: | Базовая компьютерная грамотность, знание основ HTML и CSS. |
---|---|
Цели: | Знакомство с JavaScript и его возможностями, способами его подключения к веб-странице. |
Определение высокого уровня
JavaScript это язык, который позволяет вам применять сложные вещи на web странице — каждый раз, когда на web странице происходит что-то большее, чем просто её статичное отображение — отображение периодически обновляемого контента, или интерактивных карт, или анимация 2D/3D графики, или прокрутка видео в проигрывателе, и т.д. — можете быть уверены, что скорее всего, не обошлось без JavaScript. Это третий слой слоёного пирога стандартных web технологий, два из которых (HTML и CSS) мы детально раскрыли в других частях учебного пособия.
-
- это язык разметки, который мы используем для визуального и смыслового структурирования нашего web контента, например, определяем параграфы, заголовки, таблицы данных, или вставляем изображения и видео на страницу. - это язык стилей с помощью которого мы придаём стиль отображения нашего HTML контента, например придаём цвет фону (background) и шрифту, придаём контенту многоколоночный вид. язык программирования, который позволяет вам создать динамически обновляемый контент, управляет мультимедиа, анимирует изображения, впрочем, делает всё, что угодно. Окей, не все, что угодно, но всё равно, это удивительно, что можно достичь с помощью нескольких строк JavaScript-кода.
Три слоя прекрасно выстраиваются друг над другом. Возьмём простой текст для примера. Для придания структуры и смыслового назначения тексту, разметим его с помощью HTML:
Затем мы добавим немного CSS, что бы это выглядело симпатичнее:
И наконец, добавим немного JavaScript для придания динамического поведения:
Попробуйте кликнуть по тексту чтобы увидеть, что произойдёт (Вы так же можете найти это демо на GitHub — смотрите исходный код, или запустите вживую)!
JavaScript может делать намного больше — давайте выясним это более детально.
Так что же он действительно может делать?
Ядро языка JavaScript состоит из некоторого количества обычных возможностей, которые позволяют делать следующее:
Ещё более увлекательным является функциональность, созданная поверх основного языка JavaScript. Так называемые интерфейсы прикладного программирования (API) предоставляют вам дополнительные сверхспособности для использования в вашем коде JavaScript.
API - это готовые наборы блоков кода, которые позволяют разработчику реализовывать программы, которые в противном случае было бы трудно или невозможно реализовать. Они делают то же самое для программирования, что готовые комплекты мебели делают для домашнего строительства - гораздо проще брать готовые панели и скручивать их вместе, чтобы сделать книжную полку, чем самому разрабатывать дизайн, ходить в поисках правильной древесины, вырезать все панели необходимого размера и формы, найти подходящие винты, а затем собрать их вместе, чтобы сделать книжную полку.
Они обычно делятся на две категории.
API-интерфейсы браузера встроены в ваш веб-браузер и могут отображать данные из окружающего компьютерного окружения или делать полезные сложные вещи. Например:
Примечание: Большинство наших демо не будут корректно работать в старых браузерах — поэтому будет хорошей идеей, для запуска вашего кода установить один из современных браузеров , таких как Firefox, Chrome, Edge или Opera . Также понадобится более подробно рассмотреть раздел по кроссбраузерному тестированию, когда вы приблизитесь к разработке производственного кода (т.е реального кода, который будут использовать клиенты).
По умолчанию сторонние API-интерфейсы не встроены в браузер, и вам придётся захватывать их код и информацию из какого-либо места в Сети. Для примера:
-
позволяет вам отображать ваши последние твиты на вашем веб-сайте. позволяет вам встраивать пользовательские карты на ваш сайт и другой подобный функционал.
Примечание: Эти API-и являются продвинутыми , и мы не будем их рассматривать в нашем курсе, но ссылки, данные выше, предлагают полную документацию, если вы заинтересованы в более подробной информации.
Доступно ещё больше! Но пока не заостряйте на этом внимание. Вы не сможете создать следующий Facebook, Google Maps или Instagram после 24 часов изучения JavaScript — сначала нужно изучить основы. И именно для этого вы здесь — давайте двигаться дальше!
Что JavaScript делает на вашей странице?
В этой главе мы рассмотрим код и увидим что же действительно происходит, когда на странице запускается JavaScript.
Давайте составим краткий бриф, что же происходит когда мы загружаем страничку в браузере (первое упоминание в статье Как работает CSS). Когда вы загружаете страничку в браузере, вы запускаете ваш код (HTML, CSS и JavaScript) внутри исполняемой среды (внутри вкладки браузера). Это как будто фабрика берёт сырьё (некий код) и выдаёт продукцию (веб-страничку).
Код JavaScript выполняется JavaScript-движком браузера, после того как код HTML и CSS был обработан и сформирован в веб-страницу. Это гарантирует, что структура и стиль страницы уже сформированы к моменту запуска JavaScript.
Это хорошо, так как часто использование JavaScript заключается в динамическом изменении HTML и CSS в целях обновления пользовательского интерфейса посредством Document Object Model API (как упоминалось выше). Если бы запуск JavaScript осуществлялся прежде загрузки HTML и CSS, то это привело бы к возникновению ошибок.
Безопасность браузера
Каждая вкладка браузера представляет собой отдельную коробку для запуска кода (в техническом языке, эти коробки называются "средами исполнения") — это значит, что в большинстве случаев код на каждой вкладке запускается полностью отдельно, а код одной вкладки не может напрямую влиять на код другой вкладки или на другом веб-сайте. Это хорошая мера безопасности — если бы это было иначе, пираты могли написать код, который крал информацию с других сайтов или делал другие плохие вещи.
Примечание: Есть способы отправлять код и данные между разными веб-сайтами/вкладками безопасным способом, но это продвинутые методы, которые мы не будем рассматривать в рамках этого курса.
Последовательность выполнения JavaScript
Обычно, когда браузер сталкивается с блоком JavaScript, он запускает его по порядку, сверху вниз. Это значит, что вам нужно осторожно выбирать порядок. Например, вернёмся к блоку JavaScript, который мы видели в первом примере:
Здесь мы выбираем абзац текста (строка 1), а затем добавляем к нему обнаружение событий (строка 3), чтобы при нажатии на этот абзац выполнялся блок кода updateName() (строки 5–8). Блок кода updateName() (эти типы многократно используемых блоков кода называются "функции") запрашивает у пользователя новое имя, а затем вставляет это имя в абзац для обновления отображения.
Если вы поменяете порядок первых двух строк кода, он перестанет работать — вместо этого вы получите ошибку возвращаемую в консоль браузера — TypeError: para is undefined . Это значит, что объект para ещё не существует и вы не можете добавить к нему обнаружение событий.
Примечание: Это очень частая ошибка — вы должны быть осторожны, чтобы объекты, на которые ссылается ваш код, существовали до того, как вы попытаетесь что-то с ними сделать.
Интерпретируемый против компилируемого кода
В контексте программирования, вы можете услышать термины интерпретация и компиляция. JavaScript является интерпретируемым языком — код запускается сверху вниз и результат запуска немедленно возвращается. Вам не нужно преобразовывать код в другую форму, перед запуском в браузере.
С другой стороны, к компилируемые языки преобразуются (компилируются) в другую форму, прежде чем они будут запущены компьютером. Например, C / C ++ компилируются в язык ассемблера, который затем запускается компьютером.
Оба подхода имеют разные преимущества, которые на данном этапе мы обсуждать не будем.
Серверный против клиентского кода
Вы так же можете услышать термины серверный и клиентский код, особенно в контексте веб-разработки. Клиентский код — это код, который запускается на компьютере пользователя. При просмотре веб-страницы, клиентский код загружается, а затем запускается и отображается браузером. В этом модуле JavaScript мы явно говорим о клиентском JavaScript.
Слово динамический используется для описания и клиентского JavaScript, и серверного языка — это относится к возможности обновления отображения веб-страницы/приложения, чтобы показывать разные вещи в разных обстоятельствах, генерируя новый контент по мере необходимости. Серверный код динамически генерирует новый контент на сервере, например достаёт данные из базы данных, тогда как клиентский JavaScript динамически генерирует новое содержание внутри браузера на клиенте, например создаёт новую HTML таблицу, вставляя в неё данные полученные с сервера, затем отображает таблицу на веб-странице, которую видит пользователь. В этих двух контекстах значение немного отличается, но связано, и обычно оба подхода (серверный и клиентский) работают вместе.
Веб-страница без динамического обновления контента называется статической — она просто показывает один и тот же контент все время.
Как добавить JavaScript на вашу страницу?
JavaScript применяется к вашей HTML странице точно так же, как CSS. И если CSS использует элементы <link> для внешних стилей и <style> для встроенных в HTML, то для JavaScript нужен только один друг в HTML мире — элемент <script> . Давайте узнаем, как это работает.
Внутренний JavaScript
Примечание: Если ваш пример не работает, пройдите ещё раз все шаги и проверьте, сделали ли вы все правильно. Сохранили ли вы вашу локальную копию начального кода, как .html файл? Добавили ли ваш <script> элемент после тэга </body> ? Ввели ли вы JavaScript именно так, как показано? JavaScript регистрозависимый, и очень привередливый. Поэтому вам нужно вводить синтаксис именно так, как показано, в противном случае оно может не работать.
Примечание: вы можете увидеть эту версию на GitHub-е как apply-javascript-internal.html (посмотреть вживую).
Внешний JavaScript
Это отлично работает, но что если мы хотим поместить наш JavaScript в отдельный файл? Давайте сейчас разберёмся с этим.
Примечание: вы можете увидеть эту версию на GitHub-е как apply-javascript-external.html и script.js (посмотреть вживую).
Инлайновые JavaScript обработчики
Обратите внимание, что иногда можно столкнуться с частями JavaScript-кода, который живёт внутри HTML. Это может выглядеть примерно так:
Вы можете попробовать эту версию в нашей демонстрации ниже:
Эта демонстрация имеет те же функциональные возможности, что и в предыдущих двух разделах, за исключением того, что элемент <button> содержит встроенный обработчик onclick , который запускает функцию при нажатии кнопки.
Но пожалуйста, не делайте этого. Это плохая практика — загрязнять ваш HTML кодом JavaScript, и она не эффективна — вам нужно будет добавить атрибут onclick="createParagraph()" к каждой кнопке, к которой вы хотите подключить JavaScript.
Использование чистой JavaScript конструкции, позволит вам выбрать все кнопки, используя одну команду. Код, который можно использовали для этой цели, выглядит следующим образом:
Это может выглядеть немного длиннее, чем атрибут onclick , но это будет работать для всех кнопок, независимо от того, сколько их на странице, и сколько их удалят или добавят. JavaScript менять не нужно.
Примечание: Попробуйте отредактировать вашу версию apply-javascript.html и добавить ещё несколько кнопок в файл. После перезагрузки вы должны увидеть, что все кнопки создают параграф, если кликнуть на них. Классно, да?
Стратегии загрузки скриптов
Существует ряд проблем, связанных с загрузкой скриптов в нужное время. Всё не так просто, как кажется! Распространённой проблемой является то, что весь HTML-код на странице загружается в том порядке, в котором отображается. Если вы используете JavaScript для манипуляции элементами на странице (или, точнее, в DOM – Объектной Модели Документа), ваш код не будет работать, если JavaScript-код загрузится и распознается раньше HTML-кода, с которым вы пытаетесь взаимодействовать.
Комментарии
Так же, как и в HTML и CSS, возможно писать комментарии в вашем JavaScript-коде, что будет проигнорировано браузером, и существует только для того, чтобы давать подсказки вашим друзьям-разработчикам о том, как работает код (и лично вам, если вы вернётесь к коду спустя 6 месяцев и не сможете вспомнить, что вы делали). Комментарии очень полезны, и вы должны часто их использовать, особенно для больших приложений. Вот два типа комментариев:
-
Однострочный комментарий пишется после двойного слеша (//), например:
Так, например, мы можем описать наш последний демо-пример JavaScript подобными комментариями:
Выводы
Поздравляем, вы сделали ваш первый шаг в мир JavaScript. Мы начали всего-лишь с теории, чтобы вы привыкли к тому, что вы будете использовать JavaScript, и что именно вы можете делать с его помощью. На этом пути вы увидели несколько примеров кода и выучили, как JavaScript вписывается в остальной код на вашем сайте среди всего прочего.
JavaScript может показаться немного пугающим в данным момент, но не переживайте - в этом курсе мы проведём вас сквозь него простыми шагами, которые имеют смысл, забегая наперёд. В следующей главе мы погрузимся непосредственно в практику, подталкивая вас погрузиться в код и сделать ваши собственные примеры JavaScript.
Читайте также: