asm.js: Odinmonkey macht Javascript fast so schnell wie nativen Code

Mozilla hat die die Javascript-Engine von Firefox um Odinmonkey erweitert. Das Modul enthält einige Optimierungen für asm.js, womit bestimmte Javascript-Programme zwei- bis fünfmal so schnell ausgeführt werden können.

Artikel veröffentlicht am 22. März 2013, 8:42 Uhr, Jens Ihlenfeld

Firefox Nightly Builds mit Odinmonkey (Bild: Mozilla)

Firefox 22 soll Javascript zwei- bis fünfmal so schnell ausführen können wie in den derzeit schnellsten Javascript-Engines. Dafür soll die Integration von Odinmonkey sorgen. Damit wird die Javascript-Engine von Firefox für die Javascript-Erweiterung asm.js angepasst.

Konkret handelt es sich bei asm.js um ein Javascript-Subset, so dass sich für asm.js geschriebener Code in jeder Javascript-Engine ausführen lässt. Javascript-Engines, die auf asm.js aber vorbereitet sind, sollen in der Lage sein, den entsprechenden Code deutlich schneller auszuführen. Die Entwickler gehen davon aus, dass asm.js-Programme etwa halb so schnell sind wie nativer Code, der in C/C++ geschrieben wurde. Damit soll Javascript mit asm.js in etwa so schnell sein wie Java und C#.

Um diesen Geschwindigkeitssprung zu erreichen, führt asm.js strikte Typen für Integer und Floats sowie einen virtuellen Heap ein, der durch ein Typed Array repräsentiert wird. Integer-Variablen werden nach dem aktuellen Entwurf mit dem Anhang "|0" versehen, Floats wird ein "+" vorangestellt. Die Einhaltung der strikten Typen kann beim Parsen des Javascript-Codes überprüft werden, vorausgesetzt, die Javascript-Engine wird mit "use asm"; dazu angewiesen.

Da sich die Typen während der Laufzeit nicht verändern, kann für den entsprechenden Code ein Ahead-of-Time-Compiler verwendet werden. Auch eine Garbage-Collection ist nicht mehr notwendig, was letztendlich dafür sorgt, dass der Javascript-Code deutlich schneller ausgeführt werden kann.

Gedacht ist asm.js vor allem für automatisch aus anderen Sprachen erzeugten Javascript-Code, beispielsweise C-Code, der per Emscripten in Javascript übersetzt wird.

Firefox Nightly Builds mit Odinmonkey

Die von den Mozilla-Entwickler David Herman, Luke Wagner und Alon Zakai geschaffene Javascript-Erweiterung bedarf allerdings einer angepassten Javascript-Engine, um von den Geschwindigkeitssteigerungen zu profitieren. Mit Odinmonkey wurde jetzt ein entsprechendes Modul in die aktuellen Nightly Builds von Firefox integriert. In der im Juni 2013 erscheinenden Version Firefox 22 soll Odinmonkey dann enthalten, aber vorerst deaktiviert sein.

Luke Wagner hat einige Benchmarks veröffentlicht, in denen mit Emscripten unter Verwendung von asm.js erzeugter Code unter Odinmonkey, Mozillas aktueller Javascript-Engine Spidermonkey und Googles Javascript-Engine V8 ausgeführt wird. Die Zahlen zeigen, welches Potenzial asm.js bietet. Während die native Version der zlib rund fünf- bis sechsmal schneller ist als die Emscripten Javascript-Version unter Spidermonkey und v8, reduziert sich der Geschwindigkeitsvorteil des nativen Codes im Vergleich mit Odinmonkey auf das 1,61Fache.

Derzeit unterstützt die in Firefox integrierte Version von Odinmonkey nur Systeme mit x86/64-Prozessoren unter Windows und Linux. Die Unterstützung für Max OS X sowie ARM-Prozessoren ist laut Wager aber ebenfalls fast fertig.

Wer sich selbst einen Eindruck davon verschaffen will, wie sich Odinmokey auswirkt, benötigt dafür einen aktuellen Nightly Build von Firefox. Wagner empfiehlt, Mozillas Bananabench oder eine auf Basis der Physik-Engine Bullet erstellte Demo auszuprobieren.

Odinmonkey ist in den Nightly Builds von Firefox standardmäßig aktiviert. Das soll auch in der Auroraversion so bleiben. Sobald Firefox 22 in den Betakanal wechselt, soll Odinmonkey darin aber deaktiviert werden, denn die asm.js-Spezifikation soll noch in Zusammenarbeit mit den Entwicklern anderer Javascript-Engines verfeinert werden. Odinmonkey kann dann über den Schalter javascript.options.experimental_asmjs unter about:config aktiviert werden.