GC - Tony Bai

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大家好，我是Tony Bai。

“JavaScript 是一门很棒的语言，但它并不是为了编写编译器而设计的。”

备受瞩目的 TypeScript 编译器 Go 重写版（代号 TypeScript 7.0）已经取得了惊人的 10 倍性能提升。在最近的 GopherCon 2025 上，来自 Microsoft TypeScript 团队的 Jake Bailey 带来了一场干货满满的分享，深度揭秘了这场跨语言大迁徙背后的工程挑战与技术细节。

为什么最终选择了 Go？庞大的 AST 如何在 Go 中高效表达？又是如何通过并发设计打破 Node.js 的性能枷锁的？本文将带你深入编译器内部，一探究竟。

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缘起：当 JavaScript 触碰到天花板

TypeScript 自 2012 年发布以来，一直采用“自举” (Self-hosting) 的方式，即用 TypeScript 编写 TypeScript 编译器。这带来了巨大的好处：团队能第一时间吃自己的狗粮，社区贡献也极其方便。

然而，JavaScript 并不是为了编写高性能编译器而设计的。随着代码库规模的爆炸式增长（如 VS Code 的 150 万行代码），基于 Node.js 的编译器逐渐触碰到了性能天花板：

单线程与内存限制：JavaScript 无法高效利用多核 CPU，且 Node.js 构建环境（如 Electron）常常面临 4GB 内存上限，导致大型项目编译时频繁 OOM。
昂贵的对象模型：JavaScript 的对象模型开销巨大，而编译器需要创建数以百万计的 AST 节点，这对内存和 GC 都是沉重的负担。
异步的代价：async/await 虽然方便，但带来了著名的“函数着色”问题，且 Promise 对象的分配本身就有非零的运行时开销。

尽管团队已经用尽了 JIT 优化、缓存、单态化 (monomorphization) 等高级手段，但性能提升的边际效应越来越小，OOM 问题依然挥之不去。移植到另外一种语言，成为了打破僵局的唯一选择。

明确目标：新编译器的硬性指标

既然决定要移植到新语言，那么新语言必须解决 JavaScript 的痛点，同时不能丢失现有的优势。团队列出了几条不可妥协的硬性指标：

极致速度：必须编译为原生机器码 (Native Code)，摆脱解释器和 JIT 的预热开销。
共享内存并发：这是性能翻盘的关键。新语言必须对多线程共享内存有强力支持，以便充分压榨多核性能。
跨平台支持：必须能运行在所有主流操作系统上，最重要的是——必须能编译为 WebAssembly，以确保在浏览器环境（如 vscode.dev）中的体验。
无缝移植：鉴于 TypeScript 没有正式的语言规范（Spec），现有的编译器实现就是事实上的规范。因此，新语言必须能够最大程度地保留原有代码的结构和逻辑，以确保行为的一致性。

正是这几条苛刻的标准，将选型的范围迅速缩小。

选型：为什么是 Go？

在考察了 Rust、C#、Zig 等语言后，Go 脱颖而出。Jake 透露了核心的决策逻辑：

带 GC 的内存管理：编译器涉及大量复杂的、循环引用的数据结构（如 AST 节点），“手动”管理内存（如 Rust）会带来巨大的心智负担和开发成本。Go 的 GC 完美契合这一需求。
结构相似性：TypeScript 的代码风格（无类、大量函数和接口）与 Go 非常相似。这使得“移植”而非“重写”成为可能。
学习曲线平缓：团队中大部分是 TypeScript 专家而非系统编程专家。Go 的简单性让团队能迅速上手。
跨平台与性能：Go 编译为原生机器码，天生支持高并发，且能轻松跨平台（包括编译为 WASM）。

Go完美地契合了TypeScript编译器移植的需求！

早期验证：手写原型与意外惊喜

在决定全面转向 Go 之前，团队并未贸然行动，而是采取了稳健的“原型验证”策略。

他们从编译器的最底层——扫描器 (Scanner) 和解析器 (Parser)——开始，尝试手工将 TypeScript 代码逐行“翻译”为 Go 代码。与此同时，为了确保决策万无一失，还有几位成员试探性地尝试了其他语言方案。

结果令人振奋：即使是初步的手写 Go 代码，解析速度也达到了原版的 5 倍左右！

更重要的是，团队惊喜地发现，手写的 Go 代码在结构和逻辑上与原始的 TypeScript 代码惊人地相似。这种代码形态上的高度一致性，不仅验证了 Go 是正确的选择，更为后续大规模自动化工具的开发注入了强心剂。

移植实战：从 ts-to-go 到并发革命

1. 自动化移植工具：ts-to-go

为了加速迁移，Jake 编写了一个 ts-to-go 工具，能将 TypeScript 代码“直译”为 Go 代码。

TS 的 interface -> Go 的 interface
TS 的 class -> Go 的 struct + methods
复杂的位运算和逻辑判断 -> 自动转换为 Go 的等价写法

虽然不能 100% 完美转换，但这让团队在初期就能获得一个“虽然丑但能跑”的版本，极大加速了进程。

2. 数据结构的重新设计

在 JavaScript 中，对象是动态的；在 Go 中，一切皆有类型。团队不得不对 AST 的数据结构进行大刀阔斧的改革。

消除 interface 滥用：最初的移植版本大量使用 interface 来模拟 TS 的多态，导致了巨大的内存开销（胖指针）和 nil 检查地狱。
拥抱 struct 嵌入：最终，他们设计了一个基础 Node 结构体，并将其嵌入到所有具体的 AST 节点中。这不仅减少了内存占用，还彻底解决了 nil 接口的问题。

3. 并发：性能提升的核心引擎

这是 Go 带来的最大红利。旧的 TS 编译器是单线程的，解析、绑定、检查、生成都在一条线上排队。

而在 Go 版本中：

解析 (Parsing)：每个文件可以独立解析，完全并行。
绑定 (Binding)：每个文件的符号绑定也是独立的，完全并行。
类型检查 (Type Checking)：这是最难的部分，因为文件间存在复杂的依赖。团队采用了“独立检查器” (Independent Checkers) 的模式，为每组文件分配一个独立的检查器，虽然会有少量重复工作，但实现了高度的并行化。

结果是惊人的：VS Code 的编译时间从 80 秒缩短到了 7 秒，速度提升超过 10 倍！

踩坑与优化：Go 也没那么简单

当然，移植过程并非一帆风顺。Jake 分享了几个典型的“水土不服”案例：

影子变量 (Shadowing)：Go 允许在内层作用域遮蔽外层变量（如 err、result等），这导致了无数隐蔽的 Bug。Jake 甚至为此专门写了一个静态分析工具(https://jakebailey.dev/posts/go-shadowing)来抓这些虫子。
方法值的分配：在 Go 中，将方法作为值传递（如 parser.LookAhead）会产生一次内存分配。在一个频繁调用的紧密循环中，这带来了 17% 的性能损耗。解决方案是改回显式的函数调用。
字符串拼接：JavaScript 引擎对字符串拼接有深度优化（Cons-string），而 Go 的 + 操作符则是实打实的内存拷贝。这导致初期的移植版本在处理大量字符串时性能惨不忍睹。

遗憾与取舍：那些我们怀念的 TypeScript 特性

正如 Jake 在演讲中所言，这次迁移是一场巨大的工程胜利，但也是一次充满妥协的旅程。从表达力丰富的 TypeScript 转向“极简主义”的 Go，团队不得不忍痛割爱，放弃了许多令人怀念的语言特性：

编译期空值安全 (Compile-time nil safety)：这是团队最怀念的特性。在 Go 中，空指针异常（Panic）依然是悬在头顶的达摩克利斯之剑，而在 TypeScript 中，null/undefined 是类型系统的一部分，能被编译器严格检查。
空值合并与链式调用 (??, ?.)：Go 缺乏这些语法糖，使得代码中充斥着冗长的 if x != nil 检查，远不如 TypeScript 优雅。
联合类型与类型收窄 (Union types, narrowing)：TypeScript 强大的联合类型让数据建模极其灵活，而在 Go 中，这不得不退化为接口或带有大量字段的结构体。
泛型方法与三元运算符：这些“现代化”特性的缺失，让从前端背景转过来的工程师们颇感不适。

然而，对于编译器团队来说，为了性能，这一切“阵痛”都是值得的。他们用语法的繁琐换取了运行时的极速，这正是工程世界中最经典的“等价交换”。

注：关于泛型方法，Go团队很大可能将在Go 1.27支持！

未来展望：TypeScript 7.0

目前，Go 版本的编译器已经能通过 10 万个测试用例，并在 Slack、Figma 等大厂的内部构建中试运行（Slack 的构建时间从 6 分钟降至 40 秒）。

Microsoft 计划在 TypeScript 6.0 中开始引入一些破坏性变更，为 Go 版本的上位做铺垫。而那个完全由 Go 驱动、极速的编译器，预计将被命名为 TypeScript 7.0。

这场从 Node.js 到 Go 的大迁徙，不仅证明了 Go 在复杂编译器领域的工程能力，也为所有面临类似性能瓶颈的团队，提供了一个极具参考价值的范本。

注：微软在2025年12月初发布了TypeScript 7.0的最新进展，大家可以在 https://devblogs.microsoft.com/typescript/progress-on-typescript-7-december-2025/ 这里了解详情。

资料链接：https://www.youtube.com/watch?v=PZm_YbE3fcA

你的“重写”冲动

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本文永久链接 – https://tonybai.com/2026/01/17/go-rust-zig-simplicity-vs-control

大家好，我是Tony Bai。

在系统编程的世界里，开发者似乎总是面临着一个残酷的二选一：是选择极致的简单与生产力，还是选择绝对的控制与零成本抽象？

这种纠结在 Go 与 Rust 的长期对峙中体现得淋漓尽致。然而，近日一位拥有十年 Go 经验的资深开发者在Zig社区的分享，似乎为这场二元对立的战争撕开了一道口子。他从 Go 迁移到 Zig 的经历，既是一个技术选型的故事，也是一场关于“我们到底需要什么样的编程语言”的深度辩论。

Go 的困境：当“简单”成为一种束缚

对于许多 Gopher 来说，Go 的简单是其最大的武器，但也是最深的痛点。

这位楼主坦言，尽管他深爱 Go 的简单，但在编写某些复杂系统时，这种“过度简化”让他感觉语言本身存在缺陷。

表达力的缺失：Go 缺乏像 Rust 那样的 Enum (带数据的枚举)、Option 和 Result 类型。在处理复杂状态和错误流时，Go 的代码往往显得啰嗦且缺乏约束力。
“差不多”的无奈：为了保持简单，Go 在很多地方做了折中（比如 GC，比如泛型的实现方式）。当你需要榨干硬件性能或追求极致的内存布局时，Go 显得力不从心。

Rust 的围城：控制的代价是复杂度

如果嫌 Go 太简单，Rust 似乎是理所当然的替代者。但对于很多习惯了 Go “写完即运行”体验的开发者来说，Rust 的门槛是一堵高墙。

楼主表示，他喜欢 Rust 的核心概念（Structs, Enums, Option），但 Rust 为了内存安全而引入的借用检查器、生命周期以及复杂的异步模型，让他感觉“像是面对另一个 C++”。

这是一场灵魂拷问：为了获得控制权，我们真的需要背负如此沉重的认知包袱吗？

Zig 的破局：在“简单”与“控制”之间走钢丝

Zig 的出现，似乎精准地击中了 Go 与 Rust 之间的那个真空地带。对于这位 Gopher 来说，Zig 让他感到了久违的“刚刚好”：

显式的哲学（像 Go）：Zig 没有隐式内存分配，没有隐藏的控制流，也没有预处理器。这种“所见即所得”的代码风格，与 Go 的可读性哲学高度共鸣。
现代的类型系统（像 Rust）：Zig 提供了 comptime（编译期执行）和丰富的类型系统，弥补了 Go 在表达力上的短板，却又没有引入 Rust 那样复杂的生命周期概念。
对 C 的降维打击：Zig 不仅是一门语言，更是一个强大的 C/C++ 构建工具链。它允许你无缝地与 C 交互，逐步迁移遗留代码，这是 Go (CGO) 和 Rust 都难以做到的顺滑体验。

社区的冷思考：没有免费的午餐

当然，这场灵魂拷问没有标准答案。社区的讨论也极其理性地指出了选择 Zig 的代价：

生态的荒原：与 Go 庞大的“标准库+第三方库”相比，Zig 的生态仍处于拓荒期。你可能需要自己造很多轮子。
内存管理的回归：Zig 没有 GC，也没有 Rust 的所有权模型。这意味着你回到了手动管理内存的时代（尽管有 defer 和 arena 等工具辅助）。对于习惯了 GC 的 Gopher 来说，这是一个必须跨越的心理门槛。
稳定性的豪赌：Zig 尚未发布 1.0，语言特性仍在变动。选择 Zig，意味着你愿意陪它一起成长，也愿意承担变动的风险。