【技术讲座】手写实现 JS 版的 ‘Red-Black Tree’ 红黑树 引言 红黑树是一种自平衡的二叉查找树，它保证了树的高度大致为 log(n)，从而保证了搜索、插入和删除操作的效率。在数据结构中，红黑树是一种非常经典且实用的数据结构，广泛应用于各种场景，如数据库索引、缓存系统等。本文将深入探讨红黑树的概念、原理以及 JavaScript 版本的实现。 红黑树概述 红黑树是一种特殊的二叉查找树，它具有以下特性： 每个节点包含一个颜色属性，可以是红色或黑色。 根节点是黑色。 每个叶子节点（NIL）是黑色。 如果一个节点是红色的，那么它的子节点必须是黑色的。 从任一节点到其每个叶子的所有简单路径都包含相同数目的黑色节点。 红黑树的这些特性确保了树的平衡，从而保证了搜索、插入和删除操作的效率。 红黑树的实现 下面是红黑树的 JavaScript 实现步骤： 1. 定义节点和树结构 首先，我们需要定义红黑树的节点和树结构。 class Node { constructor(data, color = ‘red’) { this.data = data; this. …
解析 ‘Lighthouse’ 的分值算法：它是如何通过 JS 指标加权计算出‘用户感知速度’的？
技术讲座：Lighthouse 用户感知速度分值算法解析 引言 Lighthouse 是一个开源的自动化工具，用于改进网络应用的性能、可访问性、渐进式网络应用（PWA）和SEO。其中，用户感知速度（User Perceived Performance）是Lighthouse评估网站性能的一个重要指标。本文将深入解析Lighthouse如何通过JavaScript指标加权计算出用户感知速度的分值。 用户感知速度概述 用户感知速度是指用户在使用网站或应用时感受到的响应速度。它不仅包括页面加载时间，还包括页面交互的流畅性、动画的平滑度等。Lighthouse通过一系列的JavaScript指标来评估用户感知速度。 Lighthouse 用户感知速度分值算法 Lighthouse 用户感知速度分值算法主要基于以下指标： First Contentful Paint (FCP): 首次内容绘制时间，即页面开始加载到首次绘制内容的时间。 First Input Delay (FID): 首次输入延迟，即用户首次与页面交互到页面响应的时间。 Cumulative Layout Shift (CLS) …
如何利用 ‘Node.js Trace Events’ 捕捉主线程中不可见的内核级卡顿？
技术讲座：利用 Node.js Trace Events 捕捉主线程中不可见的内核级卡顿 引言 在现代的 JavaScript 运行环境中，Node.js 已经成为了一个强大的后端运行平台。然而，由于 JavaScript 的单线程特性，当主线程（即事件循环线程）遇到长时间的执行任务时，它将无法处理其他任务，从而导致应用出现卡顿。这种卡顿往往难以通过常规的性能分析工具捕捉到，因为它们只能追踪到 JavaScript 代码层面的执行情况。为了解决这个问题，Node.js 提供了 Trace Events API，它可以帮助我们捕捉到主线程中不可见的内核级卡顿。 本文将深入探讨如何利用 Node.js Trace Events API 来捕捉主线程中的卡顿，并给出相应的工程级代码示例。 1. 了解 Trace Events Trace Events 是一个标准化的 API，允许开发者记录和追踪程序运行时的各种事件。在 Node.js 中，Trace Events API 提供了丰富的接口，可以让我们深入了解程序的执行情况。 1.1 Trace Events 的作用 Trace Events …
解析浏览器 ‘Sandbox’ 的边界：JS 引擎是如何被物理限制在无法读取你电脑文件的环境里的？
技术讲座：浏览器 ‘Sandbox’ 的边界揭秘 引言 在现代Web开发中，沙盒（Sandbox）技术扮演着至关重要的角色。它允许开发者在一个受控的环境中运行代码，从而避免恶意代码对用户系统造成威胁。本文将深入探讨沙盒技术，特别是JavaScript引擎如何在物理限制下运行，无法读取电脑文件。 沙盒技术概述 沙盒技术是一种安全机制，通过限制代码的执行范围和权限，防止恶意代码对系统造成危害。在浏览器中，沙盒技术用于隔离Web应用，确保它们无法访问系统文件、网络资源等敏感信息。 JavaScript引擎与沙盒 JavaScript是Web开发的主要编程语言之一。JavaScript引擎是浏览器中执行JavaScript代码的核心组件。以下是JavaScript引擎在沙盒环境中运行的几个关键点： 1. 权限限制 JavaScript引擎在沙盒环境中运行时，其权限受到限制。以下是一些常见的权限限制： 权限类型 限制说明 文件系统访问 限制JavaScript代码访问本地文件系统 网络访问 限制JavaScript代码访问网络资源 系统调用 限制JavaScript代码执 …
解析‘命令查询职责分离’（CQRS）：在大规模 JS 应用中将‘数据读取’与‘数据变更’彻底解耦
技术讲座：命令查询职责分离（CQRS）在大规模JS应用中的应用 引言 在软件开发中，我们常常会遇到一个挑战：如何高效地处理大规模数据读取与变更的需求。命令查询职责分离（Command Query Responsibility Segregation，简称CQRS）是一种设计模式，旨在将数据读取与数据变更的逻辑彻底解耦，从而提高系统的性能和可维护性。本文将深入探讨CQRS在大规模JavaScript（JS）应用中的实践，并给出相应的代码示例。 CQRS概述 CQRS是一种设计模式，它将系统的数据读取和数据变更分离到不同的模型和操作中。在CQRS中，每个模型负责处理特定的查询或命令，从而实现了职责的分离。 CQRS的核心原则 查询与命令分离：将查询和命令的逻辑分离到不同的模型中。 聚合根：每个模型包含一个聚合根，负责处理相关的查询和命令。 事件驱动：使用事件来驱动数据变更，确保数据的一致性。 CQRS在大规模JS应用中的优势 提高性能：通过将查询和命令分离，可以针对不同的操作优化数据库和缓存。 增强可维护性：职责分离使得代码更加模块化，易于维护和扩展。 适应性强：CQRS可以灵活地适应不同 …
手写实现一个 JS 版的 ‘Huffman 压缩算法’：在前端实现极致的数据压缩存储
技术讲座：Huffman 压缩算法的 JS 实现与应用 引言 Huffman 编码是一种广泛使用的无损数据压缩算法，它通过使用不同长度的编码来表示不同的字符，从而实现压缩。Huffman 编码的核心思想是构建一个最优的前缀编码树，该树满足以下条件：树中每个叶节点代表一个字符，树中每个非叶节点代表两个字符的并集，且树的总权重最小。 本文将深入探讨 Huffman 压缩算法的原理，并使用 JavaScript 语言实现一个简单的 Huffman 编码器和解码器。我们将从算法的背景知识开始，逐步介绍 Huffman 树的构建、编码和解码过程，并提供实际的代码示例。 Huffman 压缩算法原理 1. 字符频率统计 首先，我们需要统计待压缩数据中每个字符的出现频率。这可以通过遍历数据并记录每个字符的出现次数来实现。 2. 构建 Huffman 树 接下来，我们根据字符频率构建 Huffman 树。具体步骤如下： 将所有字符及其频率放入一个优先队列（最小堆）中。 从优先队列中取出两个频率最小的节点，创建一个新的节点作为它们的父节点，其频率为两个子节点频率之和。 将新节点插入优先队列中。 重复步骤 …
解析 JS 的 ‘Property Accessor’ 性能：Getter/Setter 相比普通属性访问在内核中的开销差异
技术讲座：JavaScript 的 ‘Property Accessor’ 性能：Getter/Setter 相比普通属性访问在内核中的开销差异 引言 在 JavaScript 中，对象的属性访问方式有多种，其中最常用的包括普通属性访问和属性访问器（Property Accessor）。属性访问器包括 Getter 和 Setter，它们允许我们在访问属性时执行额外的逻辑。本讲座将深入探讨 Getter/Setter 相比普通属性访问在内核中的性能开销差异。 讲座目标 理解 Getter/Setter 的概念和用法。 分析 Getter/Setter 相比普通属性访问的性能开销。 提供工程级代码示例，展示如何优化性能。 探讨最佳实践，以在项目中正确使用 Getter/Setter。 第一部分：属性访问器基础 1.1 普通属性访问 普通属性访问是 JavaScript 中最基本的属性访问方式。当我们访问一个对象的属性时，JavaScript 引擎直接获取该属性的值。 const obj = { a: 1 }; console.log(obj.a); // 输出：1 …
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什么是 ‘Realm’？在同一个 JS 进程中，如何实现全局对象（Object, Array）的完全物理隔离？
技术讲座：理解 Realm 和实现全局对象的物理隔离 引言 在JavaScript编程中，我们经常需要处理对象和数组。然而，在同一个JS进程内，全局对象（如Object和Array）的共享可能导致一些难以预测的问题。为了确保数据的安全性和稳定性，我们需要实现全局对象的物理隔离。本文将深入探讨Realm的概念，并展示如何在同一个JS进程中实现全局对象的完全物理隔离。 Realm：一个全新的JavaScript运行时环境 什么是 Realm？ Realm是一个轻量级的、高效的JavaScript运行时环境，它允许开发者创建独立的、隔离的JavaScript运行时环境。在Realm中，所有的变量和对象都是独立于主运行时的，这意味着它们之间不会相互干扰。 Realm 的优势 隔离性：在Realm中创建的对象和变量不会污染主运行时环境。 性能：Realm提供了快速的JavaScript执行速度，因为它避免了全局变量的查找和作用域链的解析。 安全性：在Realm中，你可以创建安全的环境，避免恶意代码对主运行时的影响。 实现全局对象的物理隔离 Realm 的基本使用 要使用Realm，首先需要安装它 …
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什么是 ‘Zone.js’ 的原理？Angular 是如何通过改写所有异步原生 API 实现自动变更检测的？
技术讲座：Zone.js与Angular自动变更检测原理深入解析 引言 在Angular框架中，Zone.js是一个非常重要的库，它负责处理JavaScript中的异步操作，并与Angular的变更检测机制紧密集成。本文将深入探讨Zone.js的工作原理，以及Angular如何通过Zone.js改写所有异步原生API来实现自动变更检测。 Zone.js原理 什么是Zone.js？ Zone.js是一个JavaScript运行时库，它为JavaScript提供了强大的异步控制功能。它允许开发者拦截和重写异步操作，如Promise、Timeout、Interval等，从而实现对异步流的精细控制。 Zone.js的工作原理 Zone.js的核心原理是“Zone”的概念。每个Zone代表了一个独立的JavaScript运行时环境，它可以拦截并修改该环境下的异步操作。 以下是Zone.js的工作流程： Zone创建：在Angular应用启动时，Zone.js会创建一个根Zone。 Zone代理：Zone.js通过代理（Proxy）机制拦截异步操作，如Promise、Timeout等。 Zone拦 …
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手写实现一个‘时间片轮转’（Round Robin）调度器，在 JS 中模拟多任务抢占执行
技术讲座：深入浅出时间片轮转调度器 引言 在现代计算机系统中，多任务处理是一种常见的操作模式。为了实现高效的多任务处理，操作系统引入了进程调度机制。其中，时间片轮转调度器（Round Robin Scheduler）是一种经典的进程调度算法。本文将深入探讨时间片轮转调度器的工作原理、实现方法以及在实际应用中的优化策略。 时间片轮转调度器概述 时间片轮转调度器（简称RR调度器）是一种基于优先级队列的进程调度算法。它将CPU时间划分成多个时间片，每个进程轮流执行一个时间片。如果进程在时间片内执行完毕，则将其移出就绪队列；如果进程在时间片内未执行完毕，则将其状态设置为等待，等待下一个时间片的到来。 工作原理 初始化：将所有就绪进程按顺序排列成一个队列。 调度：按照队列顺序，为每个进程分配一个时间片。 执行：进程在分配的时间片内执行，直到时间片结束。 轮转：如果时间片结束时，进程尚未执行完毕，则将其加入队列末尾，等待下一个时间片的到来。 结束：如果进程执行完毕，则从队列中移除。 优势与劣势 优势： 公平性：每个进程都能得到CPU时间，确保了公平性。 响应性：进程的响应时间较短，适合交互式应用。 …