JS三大运行时全面对比：Node.js vs Bun vs Deno

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JavaScript 运行时是指执行 JavaScript 代码的环境。目前JavaScript 生态中有三大运行时Node.js、Bun、Deno。老牌运行时 Node.js 的霸主地位正受到 Deno 和 Bun 的挑战下面就来看看这三个 JS 运行时有什么区别

JS 运行时概述

Node.js

Node.js 在 2023 年被 Stack Overflow 开发者评为最受欢迎的 Web 技术。Node.js 于 2009 年推出允许开发人员在浏览器之外使用 JavaScript彻底改变了服务端编程。它拥有强大的生态系统、庞大的社区并且经过验证且稳定。为大型应用程序提供 LTS 构建。基于 V8 JavaScript 引擎构建。

多年来Node.js 一直是服务端 JavaScript 开发的支柱通过第三方工具支持了无数功能。其提供了巨大的功能和灵活性。丰富的文档、教程和社区支持使开发者可以更轻松地克服挑战。如果考虑内置工具和与 Web API 的兼容性它是落后于其他两个运行时的。

从历史上看Node.js 因其安全方法尤其是在包方面而受到批评。然而社区和维护者已经显着改善了这一方面。权限模型已经在 Node.js v20 中实现这使 Node.js 更加安全。

Deno

Deno 最初由 Node.js 的原始创建者 Ryan Dahl 于 2018 年创建旨在解决他认为 Node.js 中存在的一些问题比如性能、安全性。它专注于安全性、现代 JavaScript 实践和开发人员体验。基于 V8 JavaScript 引擎构建并用 Rust 编写。

与 Node.js 相比Deno 具有更全面的功能。它对 Web API 和现代标准有很好的支持并且还支持大多数 NPM 包。Deno 还提供了出色的开发体验特别是如果使用 TypeScript它是开箱即用的。Deno 还具有内置 linting、代码格式化程序等优势节省一些配置和引导时间。如果你倾向于开箱即用的设置只需启动编辑器创建一个main.ts文件然后就可以开始快乐编码了

Bun

Bun 是 2021 年发布的 JavaScript 运行时它被设计为 Node.js 的更快、更精简、更现代的替代品。它构建在 JavaScript Core 和 Zig 之上。旨在成为一个全功能的运行时环境和工具包重点关注速度、打包、测试和与 Node.js 包的兼容性。最大的优势之一是它的性能。事实证明Bun 比 Node.js 和 Deno 都要快。如果 Bun 能够完成这些目标那么它将成为一个非常有吸引力的选择。

Bun 的核心卖点是它的性能其提供了许多基准测试显示出令人惊叹的速度。使用 Bun 作为包管理器比使用标准 NPM 命令要快得多。在现实应用中尤其是 Web 应用性能差异可能不像基准测试中那么显着。

Bun 优先考虑简单性和速度。凭借其内置的包管理器以及与 Node.js 相比改进的开发体验开发人员可以快速入门而无需遇到其他运行时可能带来的初始设置障碍。

功能对比

首先来看看这三个运行时的功能对比图示如下

✅内置指本身提供的功能或特性无需额外安装或引入其他库或框架。
通过第三方提供的库、框架或工具支持。
❌不可用。
实验特性。

运行时特性

特性	Deno	Bun	Node.js
升级工具	✅	✅	❌
单个可执行文件安装	✅	✅	❌
LSP	✅	❌	❌
REPL	✅		✅
编译器	✅	✅	❌
持久存储驱动程序	✅	✅	❌

升级工具更新和管理项目所依赖的软件包和库。
单个可执行文件安装将所有程序文件和依赖项打包成一个单独的可执行文件以便用户可以简单地通过运行该文件进行安装和部署。
LSPLanguage Server Protocol语言服务器协议一种用于提供代码编辑器功能的通信协议。它使得编辑器可以与语言服务器进行交互从而获得代码补全、跳转到定义、重构等功能。
REPLRead-Eval-Print Loop读取-求值-输出循环一种交互式编程环境在其中可以逐行输入代码并立即执行并输出结果。REPL 通常用于快速测试和验证代码无需编译和构建过程。
编译器是一种将高级编程语言源代码转换为低级机器代码或字节码的工具。编译器将代码进行词法分析、语法分析和转换等处理最终生成可执行文件或中间代码以供计算机执行。
持久存储驱动程序一种软件组件或接口用于与持久化存储介质进行交互和管理数据的读取和写入操作。它提供了对持久化数据的访问和操作的接口。

测试

特性	Deno	Bun	Node.js
基准测试运行器	✅
测试运行器	✅	✅	✅

基准测试运行器用于运行基准测试的工具或框架。基准测试用于评估代码的性能和效率通常通过执行一系列测试用例并测量其执行时间来进行。
测试运行器用于管理和运行测试套件的工具或框架。它可以自动化执行单元测试、集成测试或端到端测试并提供结果报告和日志记录等功能。

操作系统/平台支持

特性	Deno	Bun	Node.js
Linux	✅	✅	✅
Mac OS	✅	✅	✅
Windows	✅		✅
ARM64			✅

包管理器

特性	Deno	Bun	Node.js
package.json 兼容性	✅	✅	✅
NPM 取消选择	✅	❌	❌
内置包管理器		✅
URL 引入	✅	❌	❌

package.json 兼容性指项目中的 package.json 文件与特定工具、平台或环境的兼容性。package.json 是用于描述和管理项目依赖和配置的文件。
NPM 取消选择在使用 NPM 作为包管理器时选择不使用某个特定的功能或设置。这可能是根据项目需求或个人偏好有意选择不采用某种功能或行为。
内置包管理器集成在特定开发环境或平台中的默认包管理器。这个包管理器通常提供了一套工具和命令用于下载、安装、更新和管理项目的依赖项。
URL 引入通过提供远程资源的 URL 地址来导入模块或库的功能。使用 URL Imports 可以从远程位置直接引入代码或资源而无需事先下载和安装。

Web API 兼容性

特性	Deno	Bun	Node.js
Fetch	✅	✅	✅
Web Crypto	✅	✅	✅
Web Storage	✅	❌	❌
WebSocket	✅		❌
Web Workers	✅	✅	❌
Import Maps	✅	❌	❌

FetchFetch一种用于发起网络请求的现代 JavaScript API。它提供了一种更简洁和强大的方式来进行数据请求和响应处理取代了传统的 XMLHttpRequest 方法。
Web CryptoWeb 加密一组用于在 Web 浏览器中执行加密操作的 API。它提供了一种安全的方式来处理密码学操作例如生成随机数、进行加密和解密等。
Web StorageWeb 存储用于在客户端浏览器中存储和检索数据的 API。它提供了本地存储和会话存储两种机制分别用于长期保持数据和临时存储数据。
WebSocket一种在客户端和服务器之间实现双向通信的协议。通过 WebSocket可以建立持久性的连接并实现实时数据传输和交互。
Web Workers一种在浏览器中使用多线程进行并行计算的机制。Web Workers 允许在后台运行脚本以避免主线程的阻塞并提高 Web 应用的响应性能。
Import Maps导入映射一种在 JavaScript 模块加载器中配置模块路径和别名的功能。导入映射可以简化模块导入的过程并提供更灵活的方式来管理模块依赖。

安全性

特性	Deno	Bun	Node.js
权限模型	✅	❌	✅
可信赖的依赖项	❌	✅	❌

权限模型应用中用于管理用户或应用对资源和功能的访问权限的系统。权限模型定义了不同级别的权限和许可规则并确保只有被授权的实体才能执行特定操作。
可信赖的依赖项开发中使用的第三方库或模块已经得到验证和认可可以放心地被项目所使用。可信赖的依赖项通常具有良好的安全性、稳定性和质量保证。

开发工具

特性	Deno	Bun
代码格式化工具	✅
静态代码分析工具	✅
类型检查工具	✅
代码压缩工具		✅
代码打包工具	✅	✅
依赖项查看器	✅

代码格式化工具用于自动调整代码的格式例如缩进、空格和换行符等。通过使用代码格式化工具可以统一代码样式提高代码的可读性和一致性。
静态代码分析工具用于检查源代码中的潜在问题、错误或不良实践。静态代码分析器会对代码进行扫描并给出相应的提示或警告帮助开发人员发现并修复问题。
类型检查工具用于静态检查编程语言中的类型错误。通过类型检查工具可以在编译或运行前捕获到类型相关的错误从而提高代码质量和可靠性。
代码压缩工具用于减小源代码文件的大小。代码压缩工具通常会移除源代码中的空白字符、注释和不必要的字符从而降低文件大小并提高加载速度。
代码打包工具用于将多个模块或文件打包成一个或多个最终部署的文件。通过使用代码打包工具可以减少网络请求次数提高前端应用的性能和加载速度。
依赖项查看器用于查看项目或应用中的各个依赖项之间的关系和依赖情况。依赖项查看器可以帮助开发人员了解项目的依赖结构以便更好地管理和维护依赖关系。

语言支持

特性	Deno	Bun	Node.js
TypeScript / TSX	✅	✅

性能对比

接下来看看这三个运行时的网络性能比较。重点关注静态文件传递、JSON 响应和计算密集型任务素数计算。

静态文件传递提供静态资源服务将服务器上指定目录中的静态文件传递给客户端。
JSON 响应接收客户端请求生成包含 JSON 数据的响应并返回给客户端。
计算密集型任务接收客户端传来的数值执行大量的 CPU 计算操作来判断该数是否为质数并将结果返回给客户端。

为了进行准确的比较构建了一个自定义的基准测试工具并使用 Express.js 作为服务端平台。Express.js 是一个很好的选择因为可以在所有三种运行时中使用完全相同的服务端脚本。源代码可以在 GitHub 上找到jsrbench。为了对服务端添加负载这里使用了 Siege这是一个经过试验和测试的网络服务器基准测试实用工具。

下面是用于基准测试的服务端脚本

import express from "express";



const app = express();



// 使用 BigInt 进行修改并移除 NaN/Infinity 检查

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;

};



// 静态资源中间件

app.use("/static", express.static("public"));



// JSON 响应

app.get("/json", (req, res) => {

  res.json({

    message: "Hello, World!",

    number: 5,

    literal: `(${4}+${4})*${21.2}/${2}=${84.8}`,

  });

});



// 模拟 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!`);

  }

});



// 将端点收集到数组中

const endpoints = ["/static/index.html", "/json", "/compute-prime"];



// 通过提供 '0' 自动分配端口

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 个并发用户每秒请求数

路径	Node.js	Deno	Bun
静态文件传递	1712.37	1761.87	2559.35
JSON 响应	2223.57	2772.39	4138.38
计算密集型任务	2377.44	3480.13	4321.48

100 个并发用户每秒请求数

路径	Node.js	Deno	Bun
静态文件传递	2153.87	2571.72	3468.01
JSON 响应	2344.44	3468.01	4555.89
计算密集型任务	2286.53	3609.09	4341.41

根据给定的条件和具体的基准测试运行结果

Deno 比 Node.js 快大约 33%。
Bun 比 Node.js 快大约 73%。

Bun 官方也给出了一个基准测试的数据

React 服务端渲染每秒 HTTP 请求数 Linux x64

WebSocket 聊天服务器每秒发送的消息数Linux x6432 个客户端

加载一个巨大的表每秒平均查询次数

可以看到 Bun 是 Deno 的速度两倍是 Node.js 速度的四倍。

支持和社区

这三个运行时都是开源的但并非所有项目都完全得到社区的支持。Node.js 由 OpenJS 基金会支持并且严格以社区和志愿者为基础。Deno 和 Bun 得到了营利性组织和风险投资支持的项目的支持。

Node.js 有一个成熟的生态系统和庞大的社区。相比之下Deno 和 Bun 则较为新颖遇到问题时可能解决难度更大但仍然有很多热情的开发者愿意分享相关知识。此外Deno 1.28 引入了更好的与 npm 包兼容性使得从 Node.js 迁移过来的开发者更容易接受。

下面是 Stack Overflow 上每个运行时标记的问题的数量截至 2023 年 9 月

运行时	问题数量
Node.js	466762
Deno	917
Bun	52

如你所见Node.js 相关的问题最多这也意味着当遇到问题时更容易得到解决方案。

在 2022 年 State of JavaScript 调查中有一个问题是关于参与者经常使用哪种运行时有将近 30000 名受访者回答了这个问题。调查结果显示 Node.js 遥遥领先Deno 得票数约为 5300Bun 得票数约为 1200。也许我们会在 2023 年看到 Deno 和 Bun 出现一些新的趋势。

官方的 Node.js 文档包括各种指南、大量的 API 参考和入门信息。还提供了有关其依赖关系的信息。

Deno 的网站包括一个非常详细的手册帮助你熟悉运行时并在项目中开始使用它。第三方模块页面很方便可以了解生态系统中可用的内容。截至 2023 年 8 月它包含了超过 6000 个模块并提供一些示例代码。

Bun 的主页链接到了其 Discord、文档和 GitHub 页面。自从它发布以来文档已经显著改善。现在官方文档中包含了各种主题的信息例如入门指南、使用打包器和测试运行器以及 API 参考甚至还有指南展示如何使用 Bun 完成常见任务。

从 Node.js 迁移到 Deno 或 Bun

用纯 JavaScript 或 TypeScript 编写的代码应该可以在任何运行时无缝运行。但是如果使用过 Node.js 的特定功能那么迁移到其他运行时可能会比较困难。

从 Node.js 迁移到 Deno

过去Node.js 模块的兼容性是 Deno 迁移中的一个主要问题。不过现在只需在导入语句前加上node:前缀即可。至于 npm 包可以在它们前面加上npm:前缀或者创建一个deno.js文件描述 import maps[1] 以供 Deno 解析它们。

如果正在构建软件包/库可以查看 Denoify[2]。这是一个旨在在迁移时自动更改某些文件并使项目维护更加容易适用于 npm 和 deno.land/x[3] 的项目。

从 Node.js 迁移到 Bun

Bun 实现了大多数 Node-API 函数。如果项目较小或仅使用常见函数可能可以直接将其放入 Bun 中并开始使用。对于大型项目可能需要重写代码来解决挑战。

Bun 还具有自己的 API。例如Bun 使用自己的 API 来提供 Web 文件服务。

Bun.serve({

  fetch(req) {

    return new Response("Hello!!!");

  },

  tls: {

    key: Bun.file("./key.pem"),

    cert: Bun.file("./cert.pem"),

  }

});

可以看到在迁移到 Deno 或 Bun 时使用它们的原生 API 就意味着代码与在 Node.j s 中使用的代码有所不同。这是在转换现有项目时需要牢记的重要事项同时在开始新项目时也要考虑到因为如果遇到在 Node.js 中不存在的且难以解决的问题可能会难以回退到 Node.js。