Mejora del análisis estático AST con el servidor de lenguaje TypeScript

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La mayoría de las herramientas del ecosistema, como los empaquetadores o los transpiladores, se basan en AST. Y TypeScript proporciona una de las mejores experiencias para desarrolladores para trabajar con la base de código.

Esta charla trata sobre la experiencia de lo beneficioso que puede ser utilizar sugerencias de tipo y el servidor de lenguaje TypeScript durante el análisis estático y del código basado en el ejemplo de construir una biblioteca de css-in-js en tiempo de compilación.

Artur Kenzhaev
Artur Kenzhaev
12 min
21 Sep, 2023

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Video Summary and Transcription

La charla de hoy trata sobre cómo mejorar el análisis estático del código utilizando el servidor de lenguaje TypeScript y el árbol de sintaxis abstracta (AST). TypeScript puede ayudar con el análisis estático al proporcionar tipos basados en las firmas de las funciones. Al integrar TSMorph en un complemento de Babel, podemos verificar los tipos para nodos específicos en el árbol de sintaxis abstracta. Las mejoras en el análisis estático incluyen verificar los argumentos de console.log y eliminar expresiones innecesarias. La información de tipo de TypeScript se puede utilizar para compilar CSS y extraerlo en una hoja de estilos separada, lo que permite una mejor compilación y rendimiento en el tiempo de construcción.

Available in English

1. Enhancing Static Code Analysis with AST

Short description:

Hoy discutiremos cómo mejorar el análisis estático de código utilizando el servidor de lenguaje TypeScript y el árbol de sintaxis abstracta (AST). Podemos utilizar AST para realizar transformaciones de código, como eliminar llamadas específicas a funciones. Al implementar un complemento de Babel, podemos eliminar automáticamente todas las llamadas a console.log del código. AST y el análisis estático de código permiten optimizaciones en tiempo de compilación, minificación, formateo y transpilación para admitir navegadores antiguos.

Hola a todos, soy Artur, líder técnico del equipo de Apps Platform en una empresa con sede en Londres llamada Zoho. Hoy me gustaría hablar sobre cómo mejorar el análisis estático de código utilizando el servidor de lenguaje TypeScript. Pero primero, hablemos rápidamente sobre qué es el árbol de sintaxis abstracta y cómo podemos utilizarlo para el análisis estático.

Imagina que queremos implementar alguna transformación automática de código durante la compilación para eliminar todas las llamadas a CONSOLE.LOG del resultado. En teoría, podríamos usar una expresión regular para encontrar todas las llamadas a CONSOLE.LOG en el código. Pero recuerda, resuelve el problema con una expresión regular y ahora tienes un problema más. Y en realidad, sería bastante complicado escribir una expresión regular para manejar todos los casos diferentes. En su lugar, podemos realizar transformaciones de código utilizando el árbol de sintaxis abstracta.

Echemos un vistazo al proceso de compilación de código. La compilación generalmente consta de 4 etapas: análisis léxico, análisis de sintaxis, análisis semántico y generación de código. Hoy nos centraremos en el análisis semántico con el árbol de sintaxis abstracta. Y implementaremos nuestra transformación de código utilizando AST. La mayoría de las herramientas de nuestro ecosistema utilizan AST para el análisis y los cambios de código.

Echemos otro vistazo a nuestro código. Vamos a utilizar una herramienta llamada AST Explorer. Y en el lado derecho puedes ver cómo se representa nuestro código mediante el árbol de sintaxis abstracta. La llamada a la función, que en nuestro caso es console.log, se representa mediante un nodo de expresión de llamada en el árbol, que contiene otros nodos como callee o arguments. Esta expresión de llamada es parte del cuerpo de la declaración de bloque, simplemente vamos a eliminarla. Una vez que la eliminemos, el cuerpo de la declaración de bloque no contendrá ninguna otra expresión. Entonces, al final, al generar un código, obtendremos simplemente una función vacía de Hello World, en este caso particular. Volviendo al diagrama, lo que hicimos fue simplemente transformar nuestro árbol de sintaxis abstracta, eliminando el nodo de expresión de llamada, y luego generamos código a partir del nuevo AST. Por supuesto, no queremos realizar estas transformaciones manualmente, así que implementemos un complemento simple de Babel para eliminar todas las llamadas a console.log.

En AST Explorer, puedes seleccionar la API de Babel incorporada para implementar un complemento de Babel y puedes ver las cuatro partes en la pantalla, como el código fuente, AST, implementación del complemento y código de salida. El código fuente original contiene tres expresiones de llamada a console.log, que se representan mediante el árbol de sintaxis abstracta. Puedes ver estas tres declaraciones de expresión como parte del cuerpo de la declaración de bloque. Expandamos cada una de ellas y puedes encontrar una de las expresiones de llamada con los nodos callee y argument. Ahora pasemos a la implementación del complemento, la implementación es bastante sencilla. Todo lo que tenemos que hacer es recorrer las expresiones de llamada, verificar si callee es una expresión de miembro y si es console.log, eliminar toda la expresión. Al final, obtendremos una función vacía, hello world, sin console.log nuevamente porque se eliminaron automáticamente. Puedes utilizar AST y análisis estático de código para implementar optimizaciones en tiempo de compilación, minificación, formateo, transpilación, por ejemplo, desde las nuevas características del lenguaje a la antigua para admitir navegadores antiguos, por ejemplo, y muchas más.

2. El papel de TypeScript en el análisis estático

Short description:

TypeScript puede ayudar con el análisis estático al proporcionar tipos basados en las firmas de las funciones. Ofrece un servidor de lenguaje que permite a las herramientas conectarse y acceder a la información de tipos. TSMorph, una biblioteca que envuelve la API del compilador de TypeScript, simplifica la interacción. Podemos integrar TSMorph en un complemento de Babel para verificar los tipos de nodos específicos en el árbol de sintaxis abstracta. Al mejorar el complemento original con el soporte de TypeScript, podemos eliminar los argumentos de console.log que no son números.

Pero, ¿cómo puede ayudar TypeScript con el análisis estático? Imaginemos ahora que necesitamos eliminar las llamadas a console.log como antes, pero mantener los registros de los argumentos de tipo número. Por ejemplo, queremos mantener 1, 2, 3 o alguna constante si es un número, pero queremos eliminar las cadenas Hello World o las cadenas Now con valores en su lugar como 1, 2, 3, eso es bastante sencillo porque puedes obtener este valor directamente de la sintaxis. Pero se complica bastante con las llamadas a funciones o variables externas como alguna constante aquí. Tenemos que tener algún tipo de sistema de tipos implementado o implementar la inferencia de tipos nosotros mismos y TypeScript puede proporcionar esos tipos.

En este ejemplo, TypeScript puede inferir automáticamente el tipo correcto basado en las firmas de las funciones. Y para que TypeScript no solo verifique los tipos con la herramienta de línea de comandos, sino que funcione con diferentes editores de código, TypeScript proporciona un servidor de lenguaje que es un proceso separado, como un backend, y las herramientas pueden conectarse a este servidor para obtener información sobre los tipos o utilizar herramientas de refactorización de código proporcionadas por TypeScript. Y la belleza del servidor de lenguaje es que se puede utilizar no solo para la edición de código o la verificación de tipos. Siguiendo el protocolo del servidor de lenguaje, podemos interactuar con él programáticamente y beneficiarnos del conocimiento de TypeScript sobre el proyecto y los tipos en cualquier nivel, incluido el análisis semántico.

TSMorph es una increíble biblioteca que envuelve la API del compilador de TypeScript y proporciona una interfaz sencilla para interactuar con ella. Aquí tienes un ejemplo de cómo puedes configurar TSMorph en tu programa. Ahora podemos usarlo durante el análisis del árbol abstracto. Veamos cómo podemos integrar TSMorph en el complemento real. Hay bastante código aquí, pero centrémonos en las partes más importantes. Queremos tener una función getTypeAtPost que acepte el nombre del archivo, el código, el inicio y el final de la posición en la que estamos interesados, y luego podemos crear un archivo fuente virtual basado en el nombre del archivo y el código, y leer el tipo para esta posición proporcionada utilizando TSMorph. La idea es la misma que, por ejemplo, en un IDE. Si necesitamos ver el tipo en nuestro editor, seleccionamos la expresión que nos interesa y el editor muestra los tipos para esa posición de cursor específica. En este caso, en lugar de un cursor, solo tenemos una interfaz programable, pero la idea es en su mayoría la misma. Y ahora integremos TSMorph con nuestro complemento de Babel. Necesitamos inicializar la clase TypedClick definida previamente para el procesador de TS. Luego podemos definir un ayudante llamado GetTSType con el nombre del archivo, el código fuente y la ruta al nodo en el árbol de sintaxis abstracta como argumentos. Cada ruta en el árbol de sintaxis abstracta contiene nodos con información sobre la posición del nodo desde el inicio hasta el final. De esta manera, podemos verificar el tipo para el nodo específico. Y al final, solo necesitamos devolver la representación del tipo proporcionada por TSMorph. Con estos ayudantes simples definidos, veamos cómo se puede mejorar nuestro complemento original de Babel con el soporte de TypeScript. Para recordar, esta fue la implementación original del complemento que se integra con el servidor de lenguaje de TypeScript. En primer lugar, nuevamente, inicialicemos nuestra instancia de TSProcessor y definamos el ayudante GetTSType. A continuación, podemos obtener el código y el nombre del archivo del estado del complemento de Babel. En este estado, ya hemos realizado todas las comprobaciones, como verificar que esta sea una expresión de console.log, por lo que solo necesitamos recorrer los argumentos de console.log y verificar que cada argumento... Necesitamos obtener el tipo para cada argumento y verificar si ese tipo de argumento es un número o no. Si no es un número, simplemente podemos eliminar este argumento por completo, y si es un número, podemos dejarlo.

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