前端元编程——使用注解加速你的前端开发

导语前端元编程大幅减少CRUD样板代码，释放生产力，极速前端开发

无论你用React，Vue，还是Angular，你还是要一遍一遍写相似的CRUD 页面，一遍一遍，一遍一遍，一遍又一遍……

“天下苦秦久矣”～～

前端开发的“痛点”在哪里？

现在的前端开发，我们有了世界一流的UI库React，Vue，Angular，有了样式丰富的UI组件库Tea (腾讯云UI组件库，类似Antd Design)，有了方便强大的脚手架工具(例如，create react app)。但是我们在真正业务代码之前，通常还免不了写大量的样板代码。

现在的CRUD页面代码通常：

太轻的“Model”或着“Service”，大多时候只是一些API调用的封装。
胖”View“，View页面中有展示UI逻辑，生命周期逻辑，CRUD的串联逻辑，然后还要塞满业务逻辑代码。
不同的项目业务逻辑不同，但是列表页，表单，搜索这三板斧的样板代码，却要一遍一遍占据着前端工程师的宝贵时间。

特别是CRUD类应用的样板代码受限于团队风格，后端API风格，业务形态等，通常内在逻辑相似书写上却略有区别，无法通过一个通用的库或者框架来解决（上图中背景越深，越不容易有一个通用的方案）。

说好的“数据驱动的前端开发”呢？

对于这个“痛点”——怎么尽可能的少写模版代码，就是本文尝试解决的问题。

我们尝试使用JavaScript新特性 Decorator和 Reflect元编程来解决这个问题。

前端元编程

从ECMAScript 2015 开始，JavaScript 获得了 Proxy 和 Reflect 对象的支持，允许你拦截并定义基本语言操作的自定义行为（例如，属性查找，赋值，枚举，函数调用等）。借助这两个对象，你可以在 JavaScript 元级别进行编程。

在正式开始之前，我们先复习下 Decorator和 Reflect。

Decorator

这里我们简单介绍Typescript的 Decorator，ECMAScript中 Decorator尚未定稿，但是不影响我们日常的业务开发(Angular同学就在使用Typescript的 Decorator)。

简单来说， Decorator是可以标注修改类及其成员的新语言特性，使用 @expression的形式，可以附加到，类、方法、访问符、属性、参数上。

TypeScript中需要在 tsconfig.json中增加 experimentalDecorators来支持：

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{    "compilerOptions": {        "target": "ES5",        "experimentalDecorators": true    }}

比如可以使用类修饰器来为类扩展方法。

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// offer typeabstract class Base {  log() {}}
function EnhanceClass() {  return function(Target) {    return class extends Target {      log() {        console.log('---log---')      }    }  }}@EnhanceClass()class Person extends Base { }
const person = new Person()person.log()
// ---log---

更多查看 typescript 官方的文档:https://www.typescriptlang.org/docs/handbook/decorators.html

Reflect

Reflect 是ES6中就有的特性，大家可能对它稍微陌生，Vue3中依赖Reflect和Proxy来重写它的响应式逻辑。

简单来说， Reflect是一个人内置的对象，提供了拦截 JavaScript操作的方法。

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const _list  = [1,2,3]const pList = new Proxy(_list,{  get(target, key,receiver) {    console.log('get value reflect:', key)    return Reflect.get(target, key, receiver)  },  set(target,key,value,receiver) {    console.log('set value reflect',key,value)    return Reflect.set(target,key,value,receiver)  }})pList.push(4)// get value reflect:push// get value reflect:length// set value reflect 3 4// set value reflect length 4

Reflect Metadata

Reflect Metadata 是ES7的一个提案，Typescript 1.5 就有了支持。要使用需要：

npm i reflect-metadata--save
在 tsconfig.json 里配置 emitDecoratorMetadata 选项

简单来说，Reflect Metadata能够为对象添加和读取元数据。

如下可以使用内置的 design:key拿到属性类型：

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function Type(): PropertyDecorator {  return function(target,key) {    const type = Reflect.getMetadata('design:type',target,key)    console.log(`${key} type: ${type.name}`);  }}
class Person extends Base {  @Type()  name:string = ''}// name type: String

使用Decorator,Reflect减少样板代码

回到正题——使用Decorator和Reflect来减少CRUD应用中的样板代码。

什么是CRUD页面？

CRUD页面无需多言，列表页展示，表单页修改 ……包括API调用，都是围绕某个数据结构(图中 Person)展开，增、删、改、查。

基本思路

基本思路很简单，就像上图，Model是中心，我们就是借助 Decorator和 Reflect将CRUD页面所需的样板类方法属性元编程在Model上。进一步延伸数据驱动UI的思路。

借助Reflect Matadata绑定CRUD页面信息到Model的属性上
借助Decorator增强Model，生成CRUD所需的样板代码

Show Me The Code

下文，我们用TypeScript和React为例，组件库使用腾讯Tea component 解说这个方案。

首先我们有一个函数来生成不同业务的属性装饰函数。

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function CreateProperDecoratorF<T>() {  const metaKey = Symbol();  function properDecoratorF(config:T): PropertyDecorator {    return function (target, key) {      Reflect.defineMetadata(metaKey, config, target, key);    };  }  return { metaKey, properDecoratorF}}

一个类装饰器，处理通过数据装饰器收集上来的元数据。

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export function EnhancedClass(config: ClassConfig) {  return function(Target) {    return class EnhancedClass extends Target {    }  }}

API Model 映射

TypeScript项目中第一步自然是将后端数据安全地转换为 type， interface或者 Class，这里Class能在编译后在JavaScript存在，我们选用 Class。

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export interface TypePropertyConfig {  handle?: string | ServerHandle}
const typeConfig = CreateProperDecoratorF<TypePropertyConfig>()export const Type = typeConfig.properDecoratorF;
@EnhancedClass({})export class Person extends Base {
  static sexOptions = ['male' , 'female' , 'unknow'];
  @Type({    handle: 'ID'  })  id: number = 0
  @Type({})  name:string = ''
  @Type({    handle(data,key)  {      return parseInt(data[key] || '0')    }  })  age:number = 0
  @Type({    handle(data,key)  {      return Person.sexOptions.includes(data[key]) ? data[key] : 'unknow'    }  })  sex: 'male' | 'female' | 'unknow' = 'unknow'}

重点在 handle?:string|ServerHandle函数，在这个函数处理API数据和前端数据的转换，然后在 constructor中集中处理。

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export function EnhancedClass(config: ClassConfig) {  return function(Target) {    return class EnhancedClass extends Target {      constructor(data) {        super(data)        Object.keys(this).forEach(key => {          const config:TypePropertyConfig = Reflect.getMetadata(typeConfig.metaKey,this,key)          this[key] = config.handle ? typeof config.handle === 'string' ? data[config.handle]:config.handle(data,key): data[key];        })      }    }  }}

列表页TablePage

列表页中一般使用Table组件，无论是Tea Component还是Antd Design Component中，样板代码自然就是写那一大堆Colum配置了，配置哪些key要展示，表头是什么，数据转化为显示数据……

首先我们收集Tea Table 所需的 TableColumn类型的column元数据。

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import {TableColumn} from 'tea-component/lib/table'export type EnhancedTableColumn<T> = TableColumn<T>;export type ColumnPropertyConfig = Partial<EnhancedTableColumn<any>>;
const columnConfig = CreateProperDecoratorF<ColumnPropertyConfig>()export const Column = columnConfig.properDecoratorF;
@EnhancedClass({})export class Person extends Base {
  static sexOptions = ['male' , 'female' , 'unknow'];
  id: number = 0
  @Column({    header: 'person name'  })  name:string = ''
   @Column({    header: 'person age'  })  age:number = 0
  @Column({})  sex: 'male' | 'female' | 'unknow' = 'unknow'}

然后在EnhancedClass中收集，生成column列表。

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function getConfigMap<T>(F: any, cachekey: symbol,metaKey: symbol): Map<string,T> {  if (F[cachekey]) {    return F[cachekey]!;  }  const item = new F({});  F[cachekey] = Object.keys(item).reduce((pre,cur) => {    const config: T = Reflect.getMetadata(      metaKey,      item,      cur    );    if (config) {      pre.set(cur, config);    }    return pre  }, new Map<string, T>());  return F[cachekey];}
export function EnhancedClass(config: ClassConfig) {  const cacheColumnConfigKey = Symbol('cacheColumnConfigKey');   return function(Target) {    return class EnhancedClass extends Target {      [cacheColumnConfigKey]: Map<string,ColumnPropertyConfig> | null      /**       * table column config       */      static get columnConfig(): Map<string,ColumnPropertyConfig> {        return getConfigMap<ColumnPropertyConfig>(EnhancedClass, cacheColumnConfigKey,columnConfig.metaKey)      }
      /**       * get table colums       */      static getColumns<T>(): EnhancedTableColumn<T>[] {        const list : EnhancedTableColumn<T>[] = []        EnhancedClass.columnConfig.forEach((config, key) => {          list.push({            key,            header: key,            ...config          })        })        return list      }    }  }}

Table数据一般是分页，而且调用方式通常很通用，也可以在EnhancedClass中实现。

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export interface PageParams {  pageIndex: number;  pageSize: number;}
export interface Paginabale<T> {  total: number;  list: T[]}export function EnhancedClass(config: ClassConfig) {  return function(Target) {    return class EnhancedClass extends Target {       static async getList<T>(params: PageParams): Promise<Paginabale<T>> {        const result = await getPersonListFromServer(params)        return {          total: result.count,          list: result.data.map(item => new EnhancedClass(item))        }      }    }  }}

自然我们封装一个更简易的Table 组件。

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import { Table as TeaTable } from "tea-component/lib/table";import React, { FC ,useEffect, useState} from "react";import { EnhancedTableColumn, Paginabale, PageParams } from './utils'import { Person } from "./person.service";
function Table<T>(props: {  columns: EnhancedTableColumn<T>[];  getListFun: (param:PageParams) => Promise<Paginabale<T>>}) {  const [isLoading,setIsLoading] = useState(false)  const [recordData,setRecordData] = useState<Paginabale<T>>()  const [pageIndex, setPageIndex] = useState(1);  const [pageSize, setPageSize] = useState(20);  useEffect(() => {    (async () => {      setIsLoading(true)      const result = await props.getListFun({        pageIndex,        pageSize      })      setIsLoading(false)      setRecordData(result)    })();  },[pageIndex,pageSize]);  return (    <TeaTable       columns={props.columns}       records={recordData ? recordData.list : []}       addons={[        TeaTable.addons.pageable({            recordCount:recordData ? recordData.total : 0,            pageIndex,            pageSize,            onPagingChange: ({ pageIndex, pageSize }) => {              setPageIndex(pageIndex || 0);              setPageSize(pageSize || 20);            }          }),      ]}    />)}
export default Table

getConfigMap<T>(F:any,cachekey:symbol,metaKey:symbol):Map<string,T> 收集元数据到Map
staticgetColumns<T>():EnhancedTableColumn<T>[] 得到table可用column信息。

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const App = () => {  const columns = Person.getColumns<Person>();  const getListFun = useCallback((param: PageParams) => {    return Person.getList<Person>(param)  }, [])  return <Table<Person> columns={columns} getListFun={getListFun}/>}

? 效果很明显，不是吗？7行写一个table page。

Form表单页

表单，自然就是字段的name，label，require，validate，以及提交数据的转换。

Form表单我们使用Formik Tea Form Component yup(数据校验)。Formik 使用React Context来提供表单控件所需的各种方法数据，然后借助提供的Field等组件，你可以很方便的封装你的业务表单组件。

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import React, { FC } from 'react'import { Field, Form, Formik, FormikProps } from 'formik';import { Form as TeaForm, FormItemProps } from "tea-component/lib/form";import { Input, InputProps } from "tea-component/lib/input";import { Select } from 'tea-component/lib/select';
type CustomInputProps = Partial<InputProps> & Pick<FormItemProps, "label" | "name">;
type CustomSelectProps = Partial<InputProps> & Pick<FormItemProps, "label" | "name"> & {  options: string[]}
export const CustomInput:FC<CustomInputProps> = props => {  return (    <Field name={props.name}>      {        ({          field, // { name, value, onChange, onBlur }          form: { touched, errors }, // also values, setXXXX, handleXXXX, dirty, isValid, status, etc.          meta,        }) => {          return (            <TeaForm.Item label={props.label} required={props.required} status={meta.touched &&  meta.error ? 'error': undefined } message={meta.error}>              <Input type="text" {...field} onChange={(value,ctx)=> {                field.onChange(ctx.event)              }} />            </TeaForm.Item>          )        }      }    </Field>  )}
export const CustomSelect:FC<CustomSelectProps> = props => {  return (    <Field name={props.name}>      {        ({          field, // { name, value, onChange, onBlur }          form: { touched, errors }, // also values, setXXXX, handleXXXX, dirty, isValid, status, etc.          meta,        }) => {          return (            <TeaForm.Item label={props.label} required={props.required} status={meta.touched &&  meta.error ? 'error': undefined } message={meta.error}>              <Select  {...field} options={props.options.map(value=>({value}))} onChange={(value,ctx)=> {                field.onChange(ctx.event)              }} />            </TeaForm.Item>          )        }      }    </Field>  )}

照猫画虎，我们还是先收集form所需的元数据

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import * as Yup from 'yup';
export interface FormPropertyConfig {  validationSchema?: any;  label?: string;  handleSubmitData?: (data:any,key:string) => {[key:string]: any},  required?: boolean;  initValue?: any;  options?: string[]}
const formConfig = CreateProperDecoratorF<FormPropertyConfig>()export const Form = formConfig.properDecoratorF;

@EnhancedClass({})export class Person extends Base {
  static sexOptions = ['male' , 'female' , 'unknow'];
  @Type({    handle: 'ID'  })  id: number = 0
  @Form({    label:"Name",    validationSchema: Yup.string().required('Name is required'),    handleSubmitData(data,key) {      return {        [key]: (data[key] as string).toUpperCase()      }    },    required: true,    initValue:'test name'  })  name:string = ''
  @Form({    label:"Age",    validationSchema: Yup.string().required('Age is required'),    handleSubmitData(data,key) {      return {        [key]: parseInt(data[key] || '0')      }    },    required: true,  })  age:number = 0
  @Form({    label:"Sex",    options: Person.sexOptions  })  sex: 'male' | 'female' | 'unknow' = 'unknow'}

有了元数据，我们可以在EnhancedClass中生成form所需：

initialValues
数据校验的validationSchema
各个表单组件所需的，name，label，required等
提交表单的数据转换handle函数

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export type FormItemConfigType<T extends any> = {  [key in keyof T]: {    validationSchema?: any;    handleSubmitData?: FormPropertyConfig['handleSubmitData'];    form: {      label: string;      name: string;      required: boolean;      message?: string;      options: string[];    };  };};
export function EnhancedClass(config: ClassConfig) {  return function(Target) {    return class EnhancedClass extends Target {      [cacheTypeConfigkey]: Map<string,FormPropertyConfig> | null      /**       * table column config       */      static get formConfig(): Map<string,FormPropertyConfig> {        return getConfigMap<FormPropertyConfig>(EnhancedClass, cacheTypeConfigkey,formConfig.metaKey)      }
      /**       * get form init value       */      static getFormInitValues<T extends EnhancedClass>(item?: T): Partial<T> {        const data:any  = {};        const _item = new EnhancedClass({});        EnhancedClass.formConfig.forEach((config,key) => {          if (item && key in item) {            data[key]  = item[key]          } else if ('initValue' in config) {            data[key]  = config.initValue          } else {            data[key] = _item[key] || ''          }        });        return data as Partial<T>      }
      static getFormItemConfig<T extends EnhancedClass>(overwriteConfig?: {        [key: string]: any;      }): FormItemConfigType<T> {        const formConfig: any = {};        EnhancedClass.formConfig.forEach((config,key) => {          formConfig[key] = {            form: {              label: String(config.label || key),              name: String(key),              required: !!config.validationSchema,              options: config.options || [],              ...overwriteConfig            }          };          if (config.validationSchema) {            formConfig[key].validationSchema = config.validationSchema;          }          if (config.handleSubmitData) {            formConfig[key].handleSubmitData = config.handleSubmitData;          }        })        return formConfig as FormItemConfigType<T>      }
      static handleToFormData<T extends EnhancedClass>(item: T) {        let data = {}        EnhancedClass.formConfig.forEach((config,key)=> {          if (item.hasOwnProperty(key)) {            data = {              ...data,              ...(EnhancedClass.formConfig                .get(key).handleSubmitData ? EnhancedClass.formConfig                .get(key).handleSubmitData(item, key) : {                [key]: item[key] || ''              })            };          }                  })        return data      }    }  }}

在FormPage中使用

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export const PersonForm:FC<{  onClose: () => void}> = props => {  const initialValues = Person.getFormInitValues<Person>()  const formConfig = Person.getFormItemConfig<Person>();  const schema = Object.entries(formConfig).reduce((pre, [key, value]) => {    if (value.validationSchema) {      pre[key] = value.validationSchema;    }    return pre;  }, {});  const validationSchema = Yup.object().shape(schema);    function onSubmit(values) {    const data = Person.handleToFormData(values);    setTimeout(() => {      console.log('---send to server', data)      props.onClose()    },10000)  }  return (    <Formik       initialValues={initialValues}       onSubmit={onSubmit}       validationSchema={validationSchema}    >      {(formProps:FormikProps<any>) => {        return (          <TeaForm >            <CustomInput {...formConfig.name.form} />            <CustomInput {...formConfig.age.form} />            <CustomSelect {...formConfig.sex.form} />            <Button type="primary" htmlType="submit" onClick={() => {              formProps.submitForm()            }} >Submit</Button>          </TeaForm>        )      }}    </Formik>  )}

? 40行，我们有了个一个功能完备表单页

效果参阅：

https://stackblitz.com/edit/ts-model-decorator?embed=1&file=index.tsx&theme=dark

元编程减少样板代码Demo:

https://stackblitz.com/edit/ts-model-decorator

效果

上文包含了不少的代码，但是大部头在如何将元数据转换成为页面组件可用的数据，也就是元编程的部分。

而业务页面，7行的Table页面，40行的Form页面，已经非常精简功能完备了。根据笔者实际项目中估计，可以节省至少40%的代码量。