我给嵌入式设备写了个 6MB 的 JavaScript 运行时（xuan）

我一直很喜欢 Node.js------它能让我一个下午就撸完后端。

但我也写固件、跟边缘硬件打交道：OpenWrt 路由器、MIPS 板子、小型 ARM 网关。在这类设备上，Node.js 往往太重了：100MB+ 的运行时、偏高的内存占用、还有能明显感觉到的冷启动。

所以我做了 xuan（玄） ------一个面向物联网和嵌入式设备的轻量级 JavaScript 运行时。它基于 QuickJS 构建，fork 自 tjs / txiki.js，采用 MIT 协议，仓库在这里： **github.com/topelinux/x...

这篇文章聊聊：它为什么存在、内部是怎么搭的、以及怎么上手。

为什么不能"直接用 Node"

在服务器上，Node 的开销都不叫事。但在只有 64MB 内存的小板子上，每一样都是问题：

体积：你不希望在一个 flash 分区很小的设备里塞一个 100MB 的运行时。
内存：驻留内存寸土寸金。
启动：如果程序是偶尔跑一次（类 cron 的采集任务、网关上的请求处理），冷启动就是主要耗时。

我想要的是：在那种环境里跑起真正的 JavaScript，最好还能跑相当一部分 npm 生态，而运行时的体积保持在个位数 MB。

xuan 是什么

xuan 内嵌了 QuickJS（Fabrice Bellard 写的、小巧又快的 ES2020+ 引擎），并补上了实际应用需要的东西：

Node.js 兼容的 API 层：很多现成的 npm 包几乎不用改就能跑
内置 IoT 模块：MQTT、串口、FFI
独立编译：把脚本编译成单个自包含的二进制文件
可交叉编译到 x86、ARM、MIPS、RISC-V

它是 txiki.js 的 fork------后者已经打好了 QuickJS + Node 兼容的底子。我聚焦的是物联网/嵌入式这个方向，以及内置的设备模块。

内置模块，而不是现装 npm

在资源受限的设备上，运行时再去拉原生模块很痛苦。所以那些真正会用到的，直接内置：

MQTT------发布/订阅，物联网的通用语言
串口------和 MCU、模组通信
FFI------直接调用 C 库，复用已有代码
GPIO / I2C / SPI------开发中

一个最小 MQTT 客户端就是很常规的 Node 写法：

javascript 复制代码

const mqtt = require('mqtt');
const client = mqtt.connect('mqtt://broker.emqx.io');

client.on('message', (topic, msg) => {
    console.log(topic, msg.toString());
});

client.on('connect', () => {
    client.subscribe('iot/device/001/#', { qos: 1 });
    setInterval(() => {
        client.publish('iot/device/001/status', 'online', { qos: 1 });
    }, 5000);
});

需要用 C 的时候，FFI 也能顶上：

javascript 复制代码

import FFI from 'tjs:ffi';

const libc = new FFI.Lib(FFI.Lib.LIBC_NAME);
const atoi = new FFI.CFunction(libc.symbol('atoi'), FFI.types.sint, [FFI.types.string]);
console.log(atoi.call('123')); // 123

用 `xuan compile` 打包成独立二进制

还可以把应用嵌进运行时，只发一个文件：

bash 复制代码

./build/xuan compile app.js myapp
./myapp        # 不需要 Node.js，也不需要装运行时

这就是我想要的部署方式：在自己机器上编一次，把单个二进制拷到目标设备上就行。

一些数字

MacBook Air M1 上的数据（只测了可执行文件体积和冷启动，不是驻留内存测试）：

运行时	冷启动均值	可执行文件大小
xuan	5.37 ms	6.2 MB
bun	8.82 ms	58 MB
Node.js	20.29 ms	112 MB

各 220 次、随机交错执行，-e "0"，统计进程从启动到退出的 wall-clock 时间。当作一个粗略参考就好，别当军备竞赛。

这些是在桌面 CPU 上测的；对嵌入式同学来说，真正有意思的是这个量级：个位数 MB 的运行时 + 毫秒级启动。

内部是怎么搭的

java 复制代码

┌─────────────────────────────────────┐
│           xuan Runtime              │
├─────────────────────────────────────┤
│  Node.js Compatible API Layer       │
├─────────────────────────────────────┤
│  IoT Native Modules (MQTT/Serial/FFI)│
├─────────────────────────────────────┤
│  QuickJS Engine                     │
├─────────────────────────────────────┤
│  Embedded System (Linux/RTOS)       │
└─────────────────────────────────────┘

JS 源码先用 esbuild 打包，再编译成 C，最后嵌进二进制。对依赖（libwebsockets、 QuickJS、libuv、mimalloc）的本地改动以 patch 形式存放在 patches/，构建时自动应用，因此干净 clone 也能可复现地构建。

构建与运行

bash 复制代码

git clone https://github.com/topelinux/xuan.git
cd xuan
git submodule update --init --recursive --force
npm install      # 需要 esbuild 等，make 前必须先装
make             # 产物在 ./build/xuan

./build/xuan run app.js

现状与下一步

目前可用的：Node 兼容层、MQTT、串口、FFI、xuan compile，以及交叉编译。下一步： GPIO、I2C、SPI，以及继续补 Node API 覆盖。

项目还很早期，非常希望听到反馈------尤其是常年在资源受限硬件上折腾的同学：你更关心哪些板子、哪些 Node API、哪些设备模块？

仓库：github.com/topelinux/x...
协议：MIT

致谢：地基是 Saúl Ibarra Corretgé 的 txiki.js，引擎是 Fabrice Bellard 的 QuickJS。

我给嵌入式设备写了个 6MB 的 JavaScript 运行时（xuan）