ブラウザがどのようにしてJavaScriptを実行するのか

2024年11月24日 2024年11月24日山崎講師

山崎講師

こんにちは。ゆうせいです。

今回は、ブラウザがどのようにしてJavaScriptを実行するのか、その仕組みについてわかりやすく解説していきます！JavaScriptは、Webサイトに動きをつけたり、インタラクティブな機能を実現するために欠かせないプログラミング言語です。ですが、「ブラウザがどうやってこれを動かしているの？」という疑問を持ったことはありませんか？一緒にそのメカニズムを見ていきましょう！

JavaScriptが実行される流れ

JavaScriptがブラウザで動く仕組みを簡単に説明すると、以下の流れになります。

HTMLやCSSと一緒にJavaScriptコードが読み込まれる
JavaScriptエンジンによってコードが解析・実行される
必要に応じてブラウザの他のコンポーネントとやりとりをする
結果が画面やバックエンドに反映される

では、それぞれのステップを詳しく見ていきましょう。

1. HTMLやCSSと一緒にJavaScriptコードが読み込まれる

ブラウザは、Webサイトを表示するために、まずサーバーからHTML、CSS、JavaScriptのファイルをダウンロードします。JavaScriptは、HTML内の<script>タグや外部ファイルとして書かれていますね。以下のような感じです：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <title>JavaScript Example</title>
  <script src="script.js"></script> <!-- 外部のJavaScriptファイル -->
</head>
<body>
  <h1>Hello World!</h1>
  <script>
    console.log("これは直接HTMLに書かれたスクリプトです！");
  </script>
</body>
</html>

ブラウザはこのようなスクリプトを見つけると、それをJavaScriptエンジンに渡します。

2. JavaScriptエンジンによってコードが解析・実行される

ここがJavaScript実行の心臓部です！各ブラウザにはJavaScriptを動かすための「エンジン」が内蔵されています。例えば：

ChromeやEdge → V8エンジン
Firefox → SpiderMonkey
Safari → JavaScriptCore（Nitro）

エンジンの処理手順

エンジンがJavaScriptコードを受け取ると、以下のような流れで動作します。

パース（解析）
コードを人間が読める文字列から機械が理解できる形式に変換します。
具体的には、コードを「構文ツリー」という木のようなデータ構造に変換します。
コンパイル
構文ツリーを効率的に実行できるように「バイトコード」に変換します。バイトコードは機械語に近い中間表現で、エンジンがこれを効率よく解釈します。
最適化
バイトコードをさらに高速化するための最適化を行います。この部分が各エンジンの性能の差を生む大きな要素です。

実行の仕組み

エンジンは最終的に、バイトコードを1行ずつ実行します。このとき、コードに出てくる関数や変数が正しく動くよう、メモリやCPUを効率よく使います。

3. 必要に応じてブラウザの他のコンポーネントとやりとりする

JavaScriptは単独で動いているわけではなく、ブラウザ全体の仕組みと連携しています。以下の例を見てください。

DOM操作

JavaScriptはHTMLの構造（DOM: Document Object Model）を操作することで、画面に変化を与えます。

例：

document.querySelector('h1').textContent = "こんにちは！";

このコードは、<h1>タグの内容を「こんにちは！」に変えます。

APIとの連携

ブラウザには、例えば以下のような便利なAPIが組み込まれています。

タイマー機能: setTimeoutやsetInterval
ネットワーク通信: fetchやXMLHttpRequest
ストレージ操作: ローカルストレージやセッションストレージ

JavaScriptはこれらを使って、さまざまな機能を実現します。

4. 結果が画面やバックエンドに反映される

JavaScriptエンジンが実行した結果は、以下のように反映されます：

画面の内容を変更する（DOMを操作する）
サーバーと通信してデータを送受信する
コンソールにメッセージを表示する（デバッグ目的）

例えば、以下のコードはボタンを押すとアラートを表示します。

document.querySelector('button').addEventListener('click', () => {
  alert("ボタンがクリックされました！");
});

このように、ブラウザとユーザーのやりとりをスムーズに実現できるのがJavaScriptの魅力です。

JavaScript実行の仕組みを図解

以下の図は、ブラウザがJavaScriptを処理する全体像を示しています：

HTMLやJavaScriptをダウンロード
JavaScriptエンジンで処理
必要ならAPIやDOMと連携
結果を反映

JavaScriptの非同期処理とイベントループ

もう一つ、JavaScriptの実行において重要な仕組みとして「非同期処理」と「イベントループ」があります。これらのおかげで、JavaScriptは「待つ」という動作をしながらも他の処理を止めずに動かせます。

簡単に言うと：

非同期処理: 時間がかかる操作（例: サーバー通信）を「後回し」にして先に進む仕組み。
イベントループ: 後回しにされた処理を順番に実行する管理システム。

今後の学びのポイント

ここまでで、ブラウザがJavaScriptをどのように実行しているのかを学びました。次に学ぶべき内容としては：

非同期処理の深掘り: プロミス（Promise）やAsync/Awaitの使い方。
ブラウザAPIの活用: ネットワーク通信やストレージ操作など。
JavaScriptエンジンの最適化技術: どうすれば自分のコードが速く動くか。

ぜひ、これらをさらに掘り下げてみてください！

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投稿者プロフィール

山崎講師代表取締役

セイ・コンサルティング・グループ株式会社代表取締役。
岐阜県出身。
2000年創業、2004年会社設立。
IT企業向け人材育成研修歴業界歴20年以上。
すべての無駄を省いた費用対効果の高い「筋肉質」な研修を提供します！
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