JavaScript 運行時是指執行 JavaScript 代碼的環境。目前，JavaScript 生態中有三大運行時：Node.js、Bun、Deno。老牌運行時 Node.js 的霸主地位正受到 Deno 和 Bun 的挑戰，下面就來看看這三個 JS 運行時有什么區別！

JS 運行時概述

Node.js

Node.js 在 2023 年被 Stack Overflow 開發者評為最受歡迎的 Web 技術。Node.js 于 2009 年推出，允許開發人員在瀏覽器之外使用 JavaScript，徹底改變了服務端編程。它擁有強大的生態系統、龐大的社區，并且經過驗證且穩定。為大型應用程序提供 LTS 構建。基于 V8 JavaScript 引擎構建。

多年來，Node.js 一直是服務端 JavaScript 開發的支柱，通過第三方工具支持了無數功能。其提供了巨大的功能和靈活性。豐富的文檔、教程和社區支持使開發者可以更輕松地克服挑戰。如果考慮內置工具和與 Web API 的兼容性，它是落后于其他兩個運行時的。

從歷史上看，Node.js 因其安全方法（尤其是在包方面）而受到批評。然而，社區和維護者已經顯著改善了這一方面。權限模型已經在 Node.js v20 中實現，這使 Node.js 更加安全。

Deno

Deno 最初由 Node.js 的原始創建者 Ryan Dahl 于 2018 年創建，旨在解決他認為 Node.js 中存在的一些問題，比如性能、安全性。它專注于安全性、現代 JavaScript 實踐和開發人員體驗。基于 V8 JavaScript 引擎構建并用 Rust 編寫。

與 Node.js 相比，Deno 具有更全面的功能。它對 Web API 和現代標準有很好的支持，并且還支持大多數 NPM 包。Deno 還提供了出色的開發體驗，特別是如果使用 TypeScript，它是開箱即用的。Deno 還具有內置 linting、代碼格式化程序等優勢，節省一些配置和引導時間。如果你傾向于開箱即用的設置，只需啟動編輯器，創建一個main.ts文件，然后就可以開始快樂編碼了！

Bun

Bun 是 2021 年發布的 JavaScript 運行時，它被設計為 Node.js 的更快、更精簡、更現代的替代品。它構建在 JavaScript Core 和 Zig 之上。旨在成為一個全功能的運行時環境和工具包，重點關注速度、打包、測試和與 Node.js 包的兼容性。最大的優勢之一是它的性能。事實證明，Bun 比 Node.js 和 Deno 都要快。如果 Bun 能夠完成這些目標，那么它將成為一個非常有吸引力的選擇。

Bun 的核心賣點是它的性能，其提供了許多基準測試，顯示出令人驚嘆的速度。使用 Bun 作為包管理器比使用標準 NPM 命令要快得多。在現實應用中，尤其是 Web 應用，性能差異可能不像基準測試中那么顯著。

Bun 優先考慮簡單性和速度。憑借其內置的包管理器，以及與 Node.js 相比改進的開發體驗，開發人員可以快速入門，而無需遇到其他運行時可能帶來的初始設置障礙。

功能對比

首先來看看這三個運行時的功能對比，圖示如下：

• ?：內置，指本身提供的功能或特性，無需額外安裝或引入其他庫或框架。
• ??：通過第三方提供的庫、框架或工具支持。
• ?：不可用。
• ??：實驗特性。

運行時特性

• 升級工具：更新和管理項目所依賴的軟件包和庫。
• 單個可執行文件安裝：將所有程序文件和依賴項打包成一個單獨的可執行文件，以便用戶可以簡單地通過運行該文件進行安裝和部署。
• LSP（Language Server Protocol，語言服務器協議）：一種用于提供代碼編輯器功能的通信協議。它使得編輯器可以與語言服務器進行交互，從而獲得代碼補全、跳轉到定義、重構等功能。
• REPL（Read-Eval-Print Loop，讀取-求值-輸出循環）：一種交互式編程環境，在其中可以逐行輸入代碼，并立即執行并輸出結果。REPL 通常用于快速測試和驗證代碼，無需編譯和構建過程。
• 編譯器：是一種將高級編程語言源代碼轉換為低級機器代碼或字節碼的工具。編譯器將代碼進行詞法分析、語法分析和轉換等處理，最終生成可執行文件或中間代碼，以供計算機執行。
• 持久存儲驅動程序：一種軟件組件或接口，用于與持久化存儲介質進行交互和管理數據的讀取和寫入操作。它提供了對持久化數據的訪問和操作的接口。

測試

• 基準測試運行器：用于運行基準測試的工具或框架。基準測試用于評估代碼的性能和效率，通常通過執行一系列測試用例并測量其執行時間來進行。
• 測試運行器：用于管理和運行測試套件的工具或框架。它可以自動化執行單元測試、集成測試或端到端測試，并提供結果報告和日志記錄等功能。

操作系統/平臺支持

包管理器

• package.json 兼容性：指項目中的 package.json 文件與特定工具、平臺或環境的兼容性。package.json 是用于描述和管理項目依賴和配置的文件。
• NPM 取消選擇：在使用 NPM 作為包管理器時，選擇不使用某個特定的功能或設置。這可能是根據項目需求或個人偏好，有意選擇不采用某種功能或行為。
• 內置包管理器：集成在特定開發環境或平臺中的默認包管理器。這個包管理器通常提供了一套工具和命令，用于下載、安裝、更新和管理項目的依賴項。
• URL 引入：通過提供遠程資源的 URL 地址來導入模塊或庫的功能。使用 URL Imports 可以從遠程位置直接引入代碼或資源，而無需事先下載和安裝。

Web API 兼容性

• Fetch（Fetch）：一種用于發起網絡請求的現代 JavaScript API。它提供了一種更簡潔和強大的方式來進行數據請求和響應處理，取代了傳統的 XMLHttpRequest 方法。
• Web Crypto（Web 加密）：一組用于在 Web 瀏覽器中執行加密操作的 API。它提供了一種安全的方式來處理密碼學操作，例如生成隨機數、進行加密和解密等。
• Web Storage（Web 存儲）：用于在客戶端瀏覽器中存儲和檢索數據的 API。它提供了本地存儲和會話存儲兩種機制，分別用于長期保持數據和臨時存儲數據。
• WebSocket：一種在客戶端和服務器之間實現雙向通信的協議。通過 WebSocket，可以建立持久性的連接，并實現實時數據傳輸和交互。
• Web Workers：一種在瀏覽器中使用多線程進行并行計算的機制。Web Workers 允許在后臺運行腳本，以避免主線程的阻塞，并提高 Web 應用的響應性能。
• Import Maps（導入映射）：一種在 JavaScript 模塊加載器中配置模塊路徑和別名的功能。導入映射可以簡化模塊導入的過程，并提供更靈活的方式來管理模塊依賴。

安全性

• 權限模型：應用中用于管理用戶或應用對資源和功能的訪問權限的系統。權限模型定義了不同級別的權限和許可規則，并確保只有被授權的實體才能執行特定操作。
• 可信賴的依賴項：開發中使用的第三方庫或模塊，已經得到驗證和認可，可以放心地被項目所使用。可信賴的依賴項通常具有良好的安全性、穩定性和質量保證。

開發工具

• 代碼格式化工具：用于自動調整代碼的格式，例如縮進、空格和換行符等。通過使用代碼格式化工具，可以統一代碼樣式，提高代碼的可讀性和一致性。
• 靜態代碼分析工具：用于檢查源代碼中的潛在問題、錯誤或不良實踐。靜態代碼分析器會對代碼進行掃描，并給出相應的提示或警告，幫助開發人員發現并修復問題。
• 類型檢查工具：用于靜態檢查編程語言中的類型錯誤。通過類型檢查工具，可以在編譯或運行前捕獲到類型相關的錯誤，從而提高代碼質量和可靠性。
• 代碼壓縮工具：用于減小源代碼文件的大小。代碼壓縮工具通常會移除源代碼中的空白字符、注釋和不必要的字符，從而降低文件大小，并提高加載速度。
• 代碼打包工具：用于將多個模塊或文件打包成一個或多個最終部署的文件。通過使用代碼打包工具，可以減少網絡請求次數，提高前端應用的性能和加載速度。
• 依賴項查看器：用于查看項目或應用中的各個依賴項之間的關系和依賴情況。依賴項查看器可以幫助開發人員了解項目的依賴結構，以便更好地管理和維護依賴關系。

語言支持

性能對比

接下來看看這三個運行時的網絡性能比較。重點關注：靜態文件傳遞、JSON 響應和計算密集型任務（素數計算）。

• 靜態文件傳遞：提供靜態資源服務，將服務器上指定目錄中的靜態文件傳遞給客戶端。
• JSON 響應：接收客戶端請求，生成包含 JSON 數據的響應并返回給客戶端。
• 計算密集型任務：接收客戶端傳來的數值，執行大量的 CPU 計算操作來判斷該數是否為質數，并將結果返回給客戶端。

為了進行準確的比較，構建了一個自定義的基準測試工具，并使用 Express.js 作為服務端平臺。Express.js 是一個很好的選擇，因為可以在所有三種運行時中使用完全相同的服務端腳本。源代碼可以在 GitHub 上找到：jsrbench。為了對服務端添加負載，這里使用了 Siege，這是一個經過試驗和測試的網絡服務器基準測試實用工具。

下面是用于基準測試的服務端腳本：

import express from "express";

const app = express();

// 使用 BigInt 進行修改，并移除 NaN/Infinity 檢查
const checkPrime = function (n) {
  if (n % 1n || n < 2n) return 0;
  if (n == leastFactor(n)) return 1;
  return 0;
};

const leastFactor = function (n) {
  if (n == 0n) return 0;
  if (n % 1n || n * n < 2n) return 1;
  if (n % 2n == 0) return 2;
  if (n % 3n == 0) return 3;
  if (n % 5n == 0) return 5;
  for (let i = 7n; i * i <= n; i += 30n) {
    if (n % i == 0n) return i;
    if (n % (i + 4n) == 0) return i + 4n;
    if (n % (i + 6n) == 0) return i + 6n;
    if (n % (i + 10n) == 0) return i + 10n;
    if (n % (i + 12n) == 0) return i + 12n;
    if (n % (i + 16n) == 0) return i + 16n;
    if (n % (i + 22n) == 0) return i + 22n;
    if (n % (i + 24n) == 0) return i + 24n;
  }
  return n;
};

// 靜態資源中間件
app.use("/static", express.static("public"));

// JSON 響應
app.get("/json", (req, res) => {
  res.json({
    message: "Hello, World!",
    number: 5,
    literal: `(${4}+${4})*${21.2}/${2}=${84.8}`,
  });
});

// 模擬 CPU 密集型操作
app.get("/compute-prime", (_req, res) => {
  const toCheck = 263n;
  if (checkPrime(263n)) {
    res.send(`Prime number ${toCheck} is a prime!`);
  } else {
    res.send(`Prime number ${toCheck} is not a prime!`);
  }
});

// 將端點收集到數組中
const endpoints = ["/static/index.html", "/json", "/compute-prime"];

// 通過提供 '0' 自動分配端口
const server = app.listen(0, () => {
  const fullEndpoints = endpoints.map(
    (endpoint) => `http://127.0.0.1:${server.address().port}${endpoint}`,
  );
  console.log(JSON.stringify({
    BENCHMARKABLE_ENDPOINTS: fullEndpoints,
  }));
});

10 個并發用戶（每秒請求數）

100 個并發用戶（每秒請求數）

根據給定的條件和具體的基準測試運行結果：

• Deno 比 Node.js 快大約 33%。
• Bun 比 Node.js 快大約 73%。

Bun 官方也給出了一個基準測試的數據：

• React 服務端渲染（每秒 HTTP 請求數 （Linux x64））：

• WebSocket 聊天服務器（每秒發送的消息數（Linux x64，32 個客戶端））：

• 加載一個巨大的表（每秒平均查詢次數）

可以看到， Bun 是 Deno 的速度兩倍，是 Node.js 速度的四倍。

支持和社區

這三個運行時都是開源的，但并非所有項目都完全得到社區的支持。Node.js 由 OpenJS 基金會支持，并且嚴格以社區和志愿者為基礎。Deno 和 Bun 得到了營利性組織和風險投資支持的項目的支持。

Node.js 有一個成熟的生態系統和龐大的社區。相比之下，Deno 和 Bun 則較為新穎，遇到問題時可能解決難度更大，但仍然有很多熱情的開發者愿意分享相關知識。此外，Deno 1.28 引入了更好的與 npm 包兼容性，使得從 Node.js 遷移過來的開發者更容易接受。

下面是 Stack Overflow 上每個運行時標記的問題的數量（截至 2023 年 9 月）：

如你所見，Node.js 相關的問題最多，這也意味著當遇到問題時，更容易得到解決方案。

在 2022 年 State of JavaScript 調查中，有一個問題是關于參與者經常使用哪種運行時，有將近 30000 名受訪者回答了這個問題。調查結果顯示， Node.js 遙遙領先，Deno 得票數約為 5300，Bun 得票數約為 1200。也許我們會在 2023 年看到 Deno 和 Bun 出現一些新的趨勢。

官方的 Node.js 文檔包括各種指南、大量的 API 參考和入門信息。還提供了有關其依賴關系的信息。

Deno 的網站包括一個非常詳細的手冊，幫助你熟悉運行時并在項目中開始使用它。第三方模塊頁面很方便，可以了解生態系統中可用的內容。截至 2023 年 8 月，它包含了超過 6000 個模塊，并提供一些示例代碼。

Bun 的主頁鏈接到了其 Discord、文檔和 GitHub 頁面。自從它發布以來，文檔已經顯著改善。現在官方文檔中包含了各種主題的信息，例如入門指南、使用打包器和測試運行器以及 API 參考，甚至還有指南展示如何使用 Bun 完成常見任務。

從 Node.js 遷移到 Deno 或 Bun

用純 JavaScript 或 TypeScript 編寫的代碼應該可以在任何運行時無縫運行。但是，如果使用過 Node.js 的特定功能，那么遷移到其他運行時可能會比較困難。

從 Node.js 遷移到 Deno

過去，Node.js 模塊的兼容性是 Deno 遷移中的一個主要問題。不過，現在只需在導入語句前加上node:前綴即可。至于 npm 包，可以在它們前面加上npm:前綴，或者創建一個deno.js文件，描述 import maps[1] 以供 Deno 解析它們。

如果正在構建軟件包/庫，可以查看 Denoify[2]。這是一個旨在在遷移時自動更改某些文件，并使項目維護更加容易，適用于 npm 和 deno.land/x[3] 的項目。

從 Node.js 遷移到 Bun

Bun 實現了大多數 Node-API 函數。如果項目較小或僅使用常見函數，可能可以直接將其放入 Bun 中并開始使用。對于大型項目，可能需要重寫代碼來解決挑戰。

Bun 還具有自己的 API。例如，Bun 使用自己的 API 來提供 Web 文件服務。

Bun.serve({
  fetch(req) {
    return new Response("Hello!!!");
  },
  tls: {
    key: Bun.file("./key.pem"),
    cert: Bun.file("./cert.pem"),
  }
});

可以看到，在遷移到 Deno 或 Bun 時，使用它們的原生 API 就意味著代碼與在 Node.j s 中使用的代碼有所不同。這是在轉換現有項目時需要牢記的重要事項，同時在開始新項目時也要考慮到，因為如果遇到在 Node.js 中不存在的且難以解決的問題，可能會難以回退到 Node.js。

總結

Bun 顯然是速度上的贏家，并且在功能上帶來了很多創新。但由于它仍然很新，所以使用它存在風險。

Node.js 的一大優勢在于其成熟度和生態系統的規模。其仍然是目前最安全的選擇，并久經考驗。

與 Node.js 相比， Deno 還具有很多優勢，其強大的功能使開發更加順暢，并且可以輕松構建高質量的復雜項目。它很安全，雖然比 Node.js 更快，但與 Bun 相比，它還是有點慢的。

總的來說，Node.js 仍然是目前最好的選擇，Deno 具有很多現代化的功能，值得嘗試。如果最關心速度或只是想了解新技術的前沿，那么 Bun 就是你的首選工具。

[1]import maps： https://deno.land/manual@v1.36.1/basics/import_maps。

[2]Denoify： https://github.com/garronej/denoify。

[3]deno.land/x： https://deno.land/x。