[译文] 现代 js 框架存在的根本原因

原文链接:The deepest reason why modern JavaScript frameworks exist

众成翻译地址:现代 js 框架存在的根本原因(翻译一样是我翻译的,但它缺了几张图,因此掘金重新发了~)

精读《现代 js 框架存在的根本原因》 by 黄子毅(感谢大神的精读,也是根据他的建议看了原文,也顺便为大家带来翻译)

我曾见过很多很多人盲目地使用(前端)框架,如 React,Angular 或 Vue等等。这些框架提供了许多有意思的东西,然而通常人们(自以为)使用框架是因为:

  • 它们支持组件化;
  • 它们有强大的社区支持;
  • 它们有很多(基于框架的)第三方库来解决问题;
  • 它们有很多(很好的)第三方组件;
  • 它们有浏览器扩展工具来帮助调试;
  • 它们适合做单页应用。

但这些都不是使用框架的根本原因。

最最本质的原因是:

(UI 与状态同步非常困难)

是的,就是这原因,让我们来看看为什么

假设你正在设计这样一个 Web 应用:用户可以通过群发电子邮件来邀请其他人(参加某活动)。UX/UI 设计师设计如下:(在用户填写任何邮箱地址之前,)有一个空白状态,并为此添加一些帮助信息;(当用户填写邮箱之后,)展示邮箱的地址,每个地址的右侧均有一个按钮用于删除对应的地址。

这个表单的状态,可以被设计为一个数组,里面包含若干对象,对象由邮箱地址和唯一标识组成。开始的时候,数组为空。当(用户)输入邮箱地址并按下回车键之后,往数组中添加一项并更新 UI。当用户点击删除按钮时,删除(数组中对应的)邮箱地址并更新 UI。你感觉到了吗?每当你改变状态时,你都需要更新 UI

(你可能会说:)那又怎样?好吧,让我们看看如何在不用框架的情况下实现它:

用原生(JS)实现相对复杂的 UI

以下代码很好地说明了使用原生 JavaScript 实现一个相对复杂的 UI 所需的工作量,使用像 jQuery 这样经典的库也需要差不多的工作量。

在这个例子中,HTML 负责创建静态页面,JavaScript 通过 document.createElement 动态改变(DOM 结构)。这引来了第一个问题:构建 UI 相关的 JavaScript 代码并不直观易读,我们将 UI 构建分为了两部分(译者注:应该是指 HTML与 JavaScript 两部分)。尽管我们使用了 innerHTML,可读性是增强了,但降低了(页面的)性能,同时可能存在 CSRF 漏洞。我们也可以使用模板引擎,但如果是大面积地修改 DOM,会面临两个问题:效率不高与需要重新绑定事件处理器。

但这也不是(不使用框架的)最大问题。最大的问题是每当状态发生改变时都要(手动)更新 UI。每次状态更新时,都需要很多代码来改变 UI。当添加电子邮件地址时,只需要两行代码来更新状态,但要十三行代码更新 UI。(此例中)我们已经让 UI(界面与逻辑)尽可能简单了!!

代码既难写又难理解,更麻烦的是它非常脆弱。假设我们需要(添加)同步服务器数据到邮件地址列表的功能,我们需要对比服务器返回结果与数组中数据的差异。这涉及对比所有数据的标识与内容,(当用户修改后,)可能需要在内存中保留一份标识相同但内容不同的数据。

为了高效地改变 DOM,我们需要编写大量点对点(译者注:指状态到 UI)的代码。但只要你犯下了很小的错误,UI 与状态将不再保持同步:(可能会出现)丢失或呈现错误的信息、不再响应用户的操作,更糟糕的是触发了错误的动作(如点了删除按钮后删除了非对应的一项)。

因此,保持 UI 与状态同步,需要编写大量乏味且非常脆弱的代码。

响应式 UI 拯救一切

所以,(之所以使用框架,)不是因为社区,不是因为工具,不是因为生态,不是因为第三方库......

目前为止,框架最大的改进是(为我们)提供了应用内部状态与 UI 同步的可靠保证。

只要你清楚特定框架的某些(特定)规则(如不可变状态),就差不多(可以正常使用)了。

我们只需要定义一次 UI 界面,不再需要为每个操作编写特定的 UI 代码,同时,每个相同的状态均有相同的输出(译者注:指 UI 一致):当状态改变后,框架自动更新(对应的)视图。

框架是如何工作的呢?

基于两个基本的策略:

  • 重新渲染整个组件,如React。当组件中的状态发生改变时,在内存中计算出(新的)DOM 结构后与已有的 DOM 结构进行对比。实际上,这是非常昂贵的。因而采取(将真实 DOM)映射为虚拟 DOM ,通过对比状态变化前后虚拟 DOM 的不同,计算出变化后再改变真实 DOM 结构。这个过程称为调和(reconciliation)。

  • 通过(添加)观察者监测变化,如 Angular 和 Vue.js。应用中状态的属性会被监测,当它们发生变化时,只有依赖了(发生变化)属性的 DOM 元素会被重新渲染。

那 Web components 呢?

很多时候,人们会把 React、 Angular 和 Vue.js (等框架)与 Web components 进行对比。这显然体现了人们并不理解这些框架所提供的最大好处:保持 UI 与状态同步。Web components 并不提供这种同步机制。它仅仅提供了一个<template>标签,但它不提供任何(状态与 UI 之间的)协调机制。如果你在应用中使用 Web components 时,想保持 UI 与内部状态同步,则需要(开发者)手工完成,或者使用如 Stencil.js (内部和 React一样,使用虚拟 DOM)之类的库。

让我们明确一点:框架表现出的巨大潜力并不体现在组件化上,保持 UI 与状态同步才是具体的体现。Web components 并未提供相关的功能,你必须手工或使用第三方库去解决(同步的)问题。使用原生 JavaScript 去编写复杂、高效且易于维护的 UI 界面基本上是不可能的。这就是你需要使用现代 JavaScript 框架的根本原因。

自己动手,丰衣足食

如果热衷于了解底层原理,想知道虚拟 DOM 的具体实现。那,为何不试着在不使用框架的情况下,仅使用虚拟 DOM 来重写原生 UI呢?

这里是框架的核心,所有组件的基础类。

这里是重写后的 AddressList 组件(借助 babel 来支持 JSX 的转换)。

现在 UI 是声明式的,我们并未使用任何框架。我们能任意添加新逻辑来改变状态的同时,不需要编写额外的代码来保持 UI 同步。问题解决了!

现在,除了事件处理之外,这看起来就像个 React 应用对吧?我们有haverender()componentDidMount()setState()等等。一旦解决了保持应用内 UI 与状态的同步问题,所有东西就会很自然地叠加起来(形成组件)。

可以在这个 Github 仓库中找到完整的源代码。

结论

  • 现代 js 框架解决的主要问题是保持 UI 与状态同步。
  • 使用原生 JavaScript 编写复杂、高效而又易于维护的 UI 界面几乎是不可能的。
  • Web components 并未提供解决同步问题的方案。
  • 使用现有的虚拟 DOM 库去搭建自己的框架并不困难。但并不建议这么做!
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