一. 认识编程语言

前端三大核心

前端开发最主要需要掌握的是三个知识点：HTML、CSS、JavaScript。

计算机语言

前面我们已经学习了 HTML 和 CSS 很多相关的知识：

在之前我们提到过，HTML 是一种标记语言，CSS 也是一种样式语言。

他们本身都是属于计算机语言，因为都在和计算机沟通交流：

在生活中两个人想要沟通，必然是通过某一种语言。

计算机语言就是我们人和计算机进行交流要学习的语言。

网页的三大组成部分的另外一个核心就是 JavaScript，也是一种计算机语言。

编程语言

事实上，JavaScript 我们可以对其有更加精准的说法：一种编程语言。

我们先搞清楚计算机语言和编程语言的关系和区别：

• 计算机语言（computer language）：指用于人与计算机之间通讯的语言，是人与计算机之间传递信息的介质。但是其概念比通用的编程语言要更广泛，例如：HTML 是标记语言，也是计算机语言，但并不是编程语言。
• 编程语言（programming language）：是用来定义计算机程序的形式语言。它是一种被标准化的交流技巧，用来向计算机发出指令，一种能够让程序员准确地定义计算机所需要使用数据的计算机语言，并精确地定义在不同情况下所应当采取的行动

很抽象，我们来说明一下编程语言的特点：

数据和数据结构、指令及流程控制、引用机制和重用机制、设计哲学、...

常见的编程语言

二. 编程语言的发展历史

阶段一：机器语言

计算机的存储单元只有 0 和 1 两种状态，因此一串代码要让计算机“读懂”，这串代码只能由数字 0 和 1 组成。

像这种由数字 0 和 1 按照一定的规律组成的代码就叫机器码（二进制编码）。

一定长度的机器码组成了机器指令，用这些机器指令所编写的程序就称为机器语言。

• 优点:

  • 代码能直接被计算机识别，不需要经过编译解析。
  • 直接对硬件产生作用，程序的执行效率非常高。

• 缺点:

  • 程序全是些 0 和 1 的指令代码，可读性极差，极易出错。
  • 不易编写（基本上没有人这样开发）。

阶段二：汇编语言

为了解决机器语言的缺陷，人们发明了另外一种语言 — 汇编语言。

这种语言用符号来代替冗长的、难以记忆的0、1代码（mov/push 指令，经过汇编器，汇编代码再进一步转成0101）。

• 优点:

  • 像机器语言一样，可以直接访问、控制计算机的各种硬件设备。
  • 占用内存少，执行速度快。

• 缺点:

  • 不同的机器有不同的汇编语言语法和编译器，代码缺乏可移植性：也就是说，一个程序只能在一种机器上运行，换到其他机器上可能就不能运行。
  • 符号非常多、难记：即使是完成简单的功能也需要大量的汇编语言代码，很容易产生 BUG，难于调试。

应用场景：操作系统内核、驱动程序、单片机程序。

阶段三：高级语言

最好的编程语言应该是什么? 自然语言。而高级语言，就是接近自然语言，更符合人类的思维方式。

跟和人交流的方式很相似，但是大多数编程语言都是国外发明的，因为都是接近于英文的交流方式。

• 优点:

  • 简单、易用、易于理解，语法和结构类似于普通英文。
  • 远离对硬件的直接操作，使得一般人经过学习之后都可以编程，而不用熟悉硬件知识。
  • 一个程序还可以在不同的机器上运行，具有可移植性。

• 缺点:

  • 程序不能直接被计算机识别，需要经编译器翻译成二进制指令后，才能运行到计算机上。
  • 种类繁多：JavaScript、 C语言、C++、C#、Java、Objective-C、Python 等。

三. JavaScript 的历史

认识 JavaScript

维基百科对 JavaScript（通常缩写为 js） 的定义：是一种高级的、解释型的编程语言。

JS 是一门基于原型、头等函数的语言，是一门多范式的语言，它支持面向对象程序设计，指令式编程，以及函数式编程。

• 从上面的定义中，我们会发现很多关键词：

解释型语言？原型？头等函数？多范式？面向对象程序设计？指令式编程？函数式编程？

这些改变往往会让人不知所云，需要我们完全掌握 js 再来回头看，每一个词语描述的都非常准确。

现在只需要知道，通俗的说法：js 是一门高级编程语言，是前端开发的重要组成部分！

HTML 和 CSS 也是前端开发的重要组成部分，而 js 是前端开发的灵魂。

JavaScript 的起源（一）

1994年，网景公司（Netscape）发布了 Navigator 浏览器 0.9版。

这是历史上第一个比较成熟的网络浏览器，轰动一时，但是，这个版本的浏览器只能用来浏览，不具备与访问者互动的能力。

网景公司急需一种网页脚本语言，使得浏览器可以与网页互动。

JavaScript 的起源（二）

网景公司当时想要选择一种语言来嵌入到浏览器中：

• 采用现有的语言，比如Perl、Python、Tcl、Scheme等等，允许它们直接嵌入网页
• 1995年网景公司招募了程序员Brendan Eich，希望将Scheme语言作为网页脚本语言的可能性

就在这时，发生了另外一件大事：1995年Sun公司将Oak语言改名为 Java，正式向市场推出

• Java推出之后立马在市场上引起了轰动，Java当初有一个口号：“write once run anywhere”
• 网景公司动了心，决定与Sun公司结成联盟，希望将Java嵌入到网页中来运行
• Brendan Eich本人非常热衷于Scheme，但是管理层那个时候有点倾向于Java，希望可以简化Java来适应网页脚本的需求

JavaScript 的起源（三）

但是 Brendan Eich 对此并不感兴趣，他用 10 天时间设计出来了 JavaScript：

• 最初这门语言的名字是Mocha（摩卡）
• 在Navigator2.0 beta 版本更名为 LiveScript
• 在Navigator2.0 beta 3 版本正式重命名为 JavaScript，当时是为了给这门语言搭上 Java 这个热词

当然 10 天设计出来语言足够说明 Brendan Eich 是天才，但是这门语言当时更像是一个多种语言的大杂烩：

• 借鉴 C 语言的基本语法
• 借鉴 Java 语言的数据类型和内存管理
• 借鉴 Scheme 语言，将函数提升到"第一等公民"（first class）的地位
• 借鉴 Self 语言，使用基于原型（prototype）的继承机制

Brendan Eich 曾经这样描述过 JavaScript：

• 与其说我爱 Javascript，不如说我恨它，它是 C 语言和 Self 语言一夜情的产物
• 十八世纪英国文学家约翰逊博士说得好：'它的优秀之处并非原创，它的原创之处并不优秀

JavaScript 的起源（四）

微软公司于 1995 年首次推出 Internet Explorer，从而引发了与 Netscape 的浏览器大战：

• 微软对 Netscape Navigator 解释器进行了逆向工程，创建了 JScript，以与处于市场领导地位的网景产品同台竞争
• 这个时候对于开发者来说是一场噩耗，因为需要针对不同的浏览器进行不同的适配

1996 年 11 月，网景正式向 ECMA（欧洲计算机制造商协会）提交语言标准：

• 1997 年 6 月，ECMA 以 js 语言为基础制定了 ECMAScript 标准规范 ECMA-262。
• ECMA-262 是一份标准，定义了 ECMAScript。
• js 成为了 ECMAScript 最著名的实现之一
• 除此之外，ActionScript 和 JScript 也都是 ECMAScript 规范的实现语言

所以说，js 是 ECMAScript 规范的一种实现。

JavaScript 的组成

ECMAScript 是 JavaScript 的标准，描述了该语言的语法和基本对象。

js 是 ECMAScript 的语言层面的实现：

• 因为除了语言规范之外，js 还需要对页面和浏览器进行各种操作
• 除了基本实现之外，还包括 DOM 操作和 BOM 操作

目前我们会针对性的学习 ECMAScript，也就是语言层面的内容，特别是 ES5 之前的语法。

四. JavaScript 运行引擎

JavaScript 由谁来运行？

我们经常会说，不同的浏览器有不同的内核组成：

• Gecko：早期被Netscape和Mozilla Firefox浏览器浏览器使用
• Trident：微软开发，被ie4 ~ ie11浏览器使用，但是Edge浏览器已经转向Blink
• WebKit：苹果基于KHTML开发、开源的，用于Safari，Google Chrome之前也在使用
• Blink：是WebKit的一个分支，Google开发，目前应用于Google Chrome、Edge、Opera等

事实上，我们经常说的浏览器内核指的是浏览器的排版引擎：

排版引擎（layout engine），也称为浏览器引擎（browser engine）、页面渲染引擎（rendering engine）或样版引擎。

那么，js 代码由谁来执行呢？

• JavaScript 引擎

认识 JavaScript 引擎

为什么需要 js 引擎呢？

• 我们前面说过，高级的编程语言都是需要转成最终的机器指令来执行的。
• 事实上我们编写的 js 无论你交给浏览器或者 Node 执行，最后都是需要被 CPU 执行的。
• 但是 CPU 只认识自己的指令集，即 CPU 只能执行机器语言。
• 所以我们需要 js 引擎帮助我们将 js 代码编译成 CPU 指令来执行。

比较常见的 js 引擎有哪些呢？

• SpiderMonkey：第一款 js 引擎，由 Brendan Eich（js 作者）开发。
• Chakra：微软开发，用于 IE 浏览器。
• JavaScriptCore（JSCore）: WebKit 中的 js 引擎，Apple 公司开发。
• V8: Google 开发的强大 js 引擎，也帮助 Chrome 浏览器从众多浏览器中脱颖而出，Chrome 和 Node 都是使用的 V8 引擎。

浏览器内核 和 JS 引擎的关系

以 WebKit 浏览器排版引擎为例，其内部结构较为复杂，但其中两个重要组成部分是：

• WebCore：负责 HTML 和 CSS 的解析、布局、渲染等工作（即浏览器的“排版渲染”模块）。
• JavaScriptCore（简称 JSCore）：负责 JavaScript 代码的解析与执行，是 WebKit 中的 JS 引擎。

实际上，WebKit 还包括其他组件，如图形绘制、网络栈、事件调度等。但上述两个模块是理解“渲染引擎 + JS 引擎”关系时的核心代表。

小程序中也是这样的划分：

在小程序中编写的 js 代码就是被 JS 引擎（如 JSCore 或 V8） 执行的。

著名的 Atwood 定律

Stack Overflow的创立者之一的 Jeff Atwood 在2007年提出了著名的 Atwood定律：

Any application that can be written in JavaScript, will eventually be written in JavaScript

任何可以使用 js 来实现的应用都最终都会使用 js 实现。

五. JavaScript 的应用场景