解释 JavaScript Runtime 的 Global Object (window, globalThis) 和 Realm (提案) 的概念，以及它们如何提供不同上下文的隔离。

各位观众，晚上好！我是你们的老朋友，人称“代码老中医”的李大锤。今天咱们不开药方，聊点刺激的——JavaScript Runtime 的那些事儿，尤其是 Global Object 和 Realm，保证让你们听完之后，感觉自己瞬间从青铜升到王者！

开场白：JavaScript 的世界观

在开始之前，我们先得搞清楚一个大前提：JavaScript 代码不是孤立存在的。它总是运行在一个“环境”里，这个环境就叫做 JavaScript Runtime。你可以把它想象成一个舞台，你的代码就是演员，需要在舞台上表演。而这个舞台上，有灯光、音响、道具，这些东西就是 Runtime 提供的各种 API 和功能。

第一幕：Global Object (window, globalThis)——JavaScript 的“宇宙中心”

首先，咱们得认识一个重量级人物：Global Object。这货在 JavaScript Runtime 中扮演着至关重要的角色，它就像一个“宇宙中心”，所有全局变量、函数、以及一些核心的 API 都挂在它身上。

• 不同的“宇宙”有不同的“中心”

  不同的 JavaScript Runtime，Global Object 的名字可能不一样：

  • 在浏览器里，它通常被称为 window (或者 self，frames)。
  • 在 Node.js 里，它叫做 global。
  • 在 Web Workers 里，它又是 self。

  这就导致了一个问题：如果你想写一份可以在各种环境运行的 JavaScript 代码，你就得判断当前环境，然后选择正确的 Global Object。这简直太麻烦了！

• globalThis：统一战线的希望

  为了解决这个问题，ES2020 引入了一个新的 Global Object，叫做 globalThis。它的作用就是统一江湖，不管你在哪个环境，都可以通过 globalThis 访问到全局对象，再也不用费劲巴拉地判断了。

  // 不推荐，环境判断太麻烦
  if (typeof window !== 'undefined') {
    console.log('浏览器环境:', window);
  } else if (typeof global !== 'undefined') {
    console.log('Node.js 环境:', global);
  }
  
  // 强烈推荐，简单粗暴
  console.log('当前环境的 Global Object:', globalThis);

• Global Object 里面都有啥？

  Global Object 里面塞满了各种各样的东西，比如：

  • 全局变量： 像 undefined、NaN、Infinity 这种全局变量。
  • 全局函数： 像 parseInt()、parseFloat()、isNaN()、encodeURIComponent()、decodeURIComponent() 这种全局函数。
  • 构造函数： 像 Object、Array、String、Number、Boolean、Symbol、Date、RegExp、Error 这种构造函数。
  • 一些特定环境的 API： 比如浏览器里的 document、console、setTimeout、XMLHttpRequest，Node.js 里的 process、Buffer、require。

  你可以把 Global Object 看成是一个大杂烩，啥都有，啥都能用。

• Global Object 的缺点：污染和安全

  Global Object 虽然方便，但也有一些缺点：

  • 全局污染： 往 Global Object 上添加属性，会污染全局命名空间，容易和其他代码冲突。想象一下，如果大家都喜欢往 Global Object 上加东西，那 Global Object 很快就会变成一个垃圾场，代码也变得难以维护。
  • 安全风险： 在一些沙盒环境中，Global Object 可能会被限制，以防止恶意代码访问敏感信息。比如，在浏览器里运行的第三方 JavaScript 代码，可能无法访问 window.localStorage，以保护用户的隐私。

  所以，在使用 Global Object 的时候，一定要小心谨慎，尽量避免全局污染，并且要考虑到安全风险。

第二幕：Realm (提案)——JavaScript 的“平行宇宙”

现在，咱们要介绍一个更高级的概念：Realm。这货还是一个提案，但它代表了 JavaScript 的未来。你可以把 Realm 看成是一个“平行宇宙”，每个 Realm 都有自己独立的 Global Object 和内置对象，代码在不同的 Realm 中运行，就像在不同的宇宙中运行一样，互不干扰。

• 为什么要引入 Realm？

  引入 Realm 的主要目的是为了提供更强的隔离性。在传统的 JavaScript Runtime 中，所有的代码都运行在同一个 Global Object 中，这会导致一些问题：

  • 依赖冲突： 不同的 JavaScript 模块可能会依赖同一个库的不同版本，如果这些模块运行在同一个 Global Object 中，就会发生版本冲突。
  • 安全风险： 如果一个 JavaScript 模块被恶意篡改，它可能会污染 Global Object，影响其他模块的运行。
  • 代码复用： 如果你想在不同的 JavaScript Runtime 中复用代码，你可能会遇到 Global Object 不兼容的问题。

  Realm 可以解决这些问题，它允许你创建多个独立的 JavaScript 环境，每个环境都有自己的 Global Object 和内置对象，代码在不同的环境中运行，互不干扰。

• Realm 的基本概念

  • ExecutionContext： 每次执行JavaScript代码时，都会创建一个执行环境。
  • Agent： 一个 Agent 负责管理多个 Realm。可以理解为是 JavaScript 引擎的一个实例。
  • Realm： 一个 Realm 包含了所有执行 JavaScript 代码所需的内部状态。它拥有自己的 Global Object、内置对象（如 Object、Array）以及 ECMAScript 规范中定义的其他组件。每个 Realm 都是一个完全独立的 JavaScript 环境。

• 如何使用 Realm？

  虽然 Realm 还是一个提案，但已经有一些 JavaScript 引擎实现了它。比如，你可以使用 ses (Secure ECMAScript) 库来创建和管理 Realm。

  // 假设你已经安装了 ses 库
  import { makeSESRootRealm } from 'ses';
  
  // 创建一个新的 Realm
  const realm = makeSESRootRealm();
  
  // 在 Realm 中执行代码
  const result = realm.evaluate('1 + 1');
  console.log(result); // 输出: 2
  
  // 在 Realm 中定义一个变量
  realm.evaluate('const x = 10;');
  
  // 从 Realm 中获取变量
  const x = realm.evaluate('x');
  console.log(x); // 输出: 10

  在上面的代码中，makeSESRootRealm() 函数创建了一个新的 Realm，realm.evaluate() 函数可以在 Realm 中执行 JavaScript 代码。

• Realm 的优势

  • 更强的隔离性： 不同 Realm 中的代码互不干扰，可以避免依赖冲突和安全风险。
  • 更好的代码复用性： 你可以在不同的 JavaScript Runtime 中创建 Realm，并在 Realm 中运行相同的代码。
  • 更灵活的沙盒环境： 你可以自定义 Realm 的 Global Object 和内置对象，以创建更安全的沙盒环境。

• Realm 的应用场景

  Realm 可以应用于很多场景，比如：

  • 模块化： 你可以使用 Realm 来隔离不同的 JavaScript 模块，避免版本冲突。
  • 插件系统： 你可以使用 Realm 来运行第三方插件，防止恶意插件污染 Global Object。
  • WebAssembly： 你可以使用 Realm 来运行 WebAssembly 代码，提供更安全的执行环境。
  • 多页面应用： 在单页应用中，可以使用 Realm 来隔离不同的模块，避免全局变量污染。

第三幕：Global Object vs. Realm——谁是王者？

特性	Global Object	Realm
隔离性	弱	强
全局污染	容易	避免
安全性	较低	较高
代码复用	较差	更好
兼容性	好	较差 (提案阶段)
使用场景	简单的 JavaScript 代码，不需要强隔离性的场景	模块化、插件系统、WebAssembly、需要强隔离性的场景
Global Object	只有一个 (每个 Runtime)	可以有多个
创建方式	自动创建	手动创建 (例如使用 ses 库)

从上面的表格可以看出，Global Object 和 Realm 各有优缺点。Global Object 简单易用，兼容性好，但隔离性较弱，容易导致全局污染和安全风险。Realm 隔离性强，可以避免全局污染和安全风险，但使用起来更复杂，兼容性也较差。

总结：选择适合你的工具

Global Object 和 Realm 都是 JavaScript Runtime 中重要的概念，它们提供了不同级别的隔离性。在选择使用哪个工具时，你需要根据你的具体需求来决定。

• 如果你的代码很简单，不需要强隔离性，那么使用 Global Object 就足够了。
• 如果你的代码比较复杂，需要强隔离性，那么可以考虑使用 Realm。

记住，没有最好的工具，只有最适合你的工具。

尾声：JavaScript 的未来

JavaScript 正在不断发展，Realm 就是 JavaScript 未来发展的一个重要方向。我相信，随着 Realm 提案的不断完善，它将会成为 JavaScript 开发中不可或缺的一部分，帮助我们构建更安全、更可靠、更易于维护的 JavaScript 应用。

好了，今天的讲座就到这里。希望大家听完之后，对 JavaScript Runtime 的 Global Object 和 Realm 有了更深入的了解。如果大家还有什么问题，欢迎随时提问。我是李大锤，我们下期再见！