从小学数学聊前端框架设计

2021-07-07 10:27:33 浏览数 (1)

大家好,我是卡·小学生·颂。

很开心还有不到10天小学就放暑假了,到时候打农药被人喷了就能说:

“我妈只准我放假玩,手有点儿生”

说回前端。

其实前端框架是个很简单的东西,大部分框架的工作原理可以用一个「小学知识」解释清楚。

本文会从这个知识入手,逐步谈到前端框架更新粒度背后的权衡。

看完本文,不但能收获一个审视不同框架的视角,也能了解React Hooks产生的原因。

可不要再瞧不起我们小学生哦!

自变量、因变量与响应式更新

这个小学知识就是:自变量因变量

对于如下等式:

代码语言:javascript复制
2x   1 = y

x自变量y的值受x影响,是因变量

在很多框架与状态管理库中,同样存在自变量与因变量。

Vue3中的自变量:

代码语言:javascript复制
const x = value(1);
// 取值
console.log(x.value);
// 赋值
x.value = 2;

MobX的自变量:

代码语言:javascript复制
const x = observable({data: 1});
// 取值
console.log(x.data);
// 赋值
x.data = 2;

React的自变量:

代码语言:javascript复制
const [x, setX] = useState(1);
// 取值
console.log(x);
// 赋值
setX(2);

这些框架(或库)的自变量由getter(取值)与setter(赋值)两部分构成。

有了自变量,当然也有因变量。我们可以按有无「副作用」区分。

Vue的因变量:

代码语言:javascript复制
// 无副作用
// 赋值
const y = computed(() => x.value * 2   1);
// 取值
console.log(y.value);

// 有副作用
watch(() => document.title = x.value);

MobX的因变量:

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// 无副作用
const y = computed(() => x.data * 2   1);
console.log(y.get());

// 有副作用
autorun(() => document.title = x.data);

React的因变量:

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// 无副作用
const y = useMemo(() => x * 2   1, [x]);
console.log(y);

// 有副作用
useEffect(() => document.title = x, [x]);

有了自变量因变量,再配合描述视图的方式,就能描述组件UI

比如在React中,通过JSX描述视图:

代码语言:javascript复制
const [x, setX] = useState(21);
const y = useMemo(() => x * 2   1, [x]);

return <p>我的战绩是 0/{x}/{y}</p>;

再加上各种使用户可以操纵自变量的事件,如给p增加onClick

代码语言:javascript复制
<p onClick={() => setX(x   1)}>我的战绩是 0/{x}/{y}</p>;

最后再加上少量辅助的钩子函数,如:「组件发生错误时的钩子函数」

就组成一个功能完备的组件。

这就是所有「细粒度更新」框架的底层共通之处:

通过事件驱动自变量改变,进而最终驱动视图(或副作用)变化

面向对象之痛

在我们初学编程时,都学过一个概念 —— 「面向对象」(下文简称OO),也很容易接受一个设定 —— OO可以提高可读性且易维护。

原因是:OO是对现实世界的模拟。比如:

「人」可以继承「哺乳动物」的属性,这就是个OO模型

然而实际操作起来却事与愿违。

回想你学习ReactClass组件时,在OO简单的表象背后,是复杂的「生命周期」概念,随便问你几个问题:

  • shouldComponentUpdate的原理是?
  • componentWillReceiveProps什么时候触发?
  • getDerivedStateFromPropsderivedState是什么意思?

好在React团队也意识到这个问题,并着手做出改变。

改变的结果,就是Hooks

使用Hooks的函数组件与Class组件最大的区别是:

从拥有「生命周期的实例」「自变量、因变量与视图的映射关系」转变

如果接受了这个设定,想想现在主流的学习Hooks的方式(甚至React官网也是如此),居然是:

用生命周期函数来类比Hooks执行时机

是不是还蛮搞笑的。

戴着脚镣跳舞的React

理想是美好的,可是React底层并不是一个「细粒度」框架。

这就造成在实现自变量因变量时会有诸多限制,比如:

Hooks调用顺序不能变(不能写在条件语句中)

再比如,不知道你发现一个细节没:

React实现因变量时需要第二个参数「显式」指出自己的自变量是谁。比如:

代码语言:javascript复制
const y = useMemo(() => x * 2   1, [x]);
useEffect(() => document.title = x, [x]);

反观其他框架(或库)就不需要。比如Vue

代码语言:javascript复制
const y = computed(() => x.value * 2   1);
watch(() => document.title = x.value);

为什么会有这些限制呢?我用两个比喻来解释。

刚才聊到,在细粒度框架中,交互流程可以概括为:

代码语言:javascript复制
用户触发事件 -> 自变量改变 -> 因变量改变 -> 映射到视图变化

就像一个画家在画画,画的每一笔对应一个自变量变化,再最终对应画面变化。

React的更新机制大体概括为:

代码语言:javascript复制
用户触发事件 -> 触发更新 -> 虚拟DOM全量对比 -> 将对比结果映射为视图操作

就像一个人拿相机拍一张照片,再拿这张照片和上次拍的照片找不同,最后把不同的地方更新了。

当调用this.setState(或useStatesetter),并不是画下一笔,而是按下快门。

怎么能从一张新照片中发现自变量呢?所以React只能拿新老照片对比。

净整些奇怪的

社区早有人意识到这个问题,于是Mobx诞生了。他带来纯粹的「细粒度」更新能力。

然而,这个能力是建立在React更新机制之上,就像:

一个画家,拿画笔在画板上一戳,戳到什么呢?戳到相机快门了。

咔嚓拍了张照片,画家再拿照片与老照片对比,将对比结果再画到画布上。

所以有人吐槽:用React Mobx为啥不直接用Vue

然而,Vue本身也依赖虚拟DOM,粒度并不是最细的。

更准确的说法应该是:用React Mobx为啥不直接用SolidJS

呐,过几天我们来聊聊纯粹的细粒度更新框架(SolidJS)的实现原理吧。

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