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0 前言
熟悉历史,方可明白 Vue 在前端框架地位。对 Vue 更精准定位,知道为啥选择 Vue 框架以及优势和真正价值。
前端网页在设计模式、渲染等变化,而变化背后,都可放到前端框架的演变历史来解释。
1 石器时代
前端发展史:
- 1990 年,第一个 Web 浏览器诞生了。这是前端这个技术的起点,代表这一年它出生了
- 1994 年,网景公司发布第一个商业浏览器 Navigator
- 1995 年,网景工程师 Brendan Eich 用 10 天时间蹭Java热度设计js,同年微软发布了 IE 浏览器,掀起浏览器大战
- 2002年,IE在浏览器大战胜,IE6占有率超96%
前端发展史,直观显示在前端网页的演变史。90年代受限网速,网页都是静态,显示单一,前端工作大部分只是让美工切图和写HTML+CSS。因此,1990s的前端处萌发期,前端工程师工种未明确出现。
后来,后端越来越复杂,开始分层。就像小公司大家啥都干,但公司规模大,要分部门,职责明确,代码也从揉在一起发展到MVC负责不同功能。
这就是后端MVC模式的盛行,让我们可以在模板里写上要展现的数据。以前的代码都是所有内容写在一起,现在就会用Model负责数据。
后端渲染页面之前,会把数据库的数据显示在前端。这个时候,除了写前端代码必备的HTML、CSS和简单的JavaScript动效,我们也开始用到了JSP和Smarty,我们会写出如下这种代码:
<!DOCTYPEhtml><html><head><metacharset="utf-8"><title>smarty test1</title></head><body>它的名字叫{$name}</body></html>上述代码写出来的页面,就可以直接显示后端数据库里的数据了,这也就是所谓的动态网页。动态页面使得前端本身的丰富程度大大提升。这一下子迎来了整个互联网开发的繁荣时期,但这种模式下的任何数据更新,都需要刷新整个页面,并且在带宽不足的年代,这样做会耗费不少加载网页的时间。
所以这个时代的网页主要还是以显示数据和简单的特效为主,比如当时众多的门户网站,也都没有太多的用户交互,主要就是显示后端存储的新闻。
直到2004年,Google发布了Gmail,用户可以在不刷新页面的情况下进行复杂的交互,之后,Ajax逐渐成为网页开发的技术标准,也不断地被应用于各种网站。Ajax这个技术让我们可以异步的获取数据并且刷新页面,从此前端不再受限于后端的模板,这也宣告了Web2.0时代正式到来。至此,前端工程师也正式作为一个独立工种出现。
2 铁器时代
在Gmail诞生后,虽然依然有浏览器的混战和兼容性问题,如绑定事件,不同浏览器就要写不同代码,但大家意识到前端也可以做出复杂应用。而jQuery的出现迅速风靡全球,一个$走天下,学会jQuery就等同于学会了前端,算是前端车同轴的时代。在这之后,前端的具体开发不再被JavaScript的兼容性问题所困扰。
那个时候 jQuery+Bootstrap一把梭,成为了前端开发领域的主流技术,前端代码内嵌在后端的项目中,写完直接发布,通篇都是如下的代码:
$('#alert-btn').on('click',function(){$('#app .input').val('hi')})那个时候写代码,就是找到某个元素,进行DOM操作,特别像铁器时代的拼刺刀,随着前端项目规模的逐渐提升,前端也需要规模化的时候,在2009年AngularJS和Node.js的诞生,也宣告前端工业革命的到来。
3 工业时代
AngularJS的诞生,引领了前端MVVM模式的潮流;Node.js的诞生,让前端有了入侵后端的能力,也加速了前端工程化的诞生。现在前端三大框架Angular、React、Vue 的发展主线,也就是从这里开始的。
MVVM,就是前端场景下,把Controller变成View-Model层,作为Model和View的桥梁,Model数据层和View视图层交给View-Model来同步。
前端三大框架
前端MVVM模式下,不同框架的目标都是一致的,就是利用数据驱动页面,但是怎么处理数据的变化,各个框架走出了不同的路线。
这些框架要回答的核心问题:数据发生变化后,咋通知页面更新。各大框架在该步骤:
- Angular 1最老套的脏检查,对数据变化的检查上,遵循每次用户交互时都检查一次数据是否变化,有变化就更新DOM。简单粗暴,算是数据驱动页面早期实现,一经推出迅速占领MVVM市场
- 后面Angular团队完全抛弃Angular 1,搞个全新框架还叫Angular,引入TS、RxJS等新内容,虽然这些设计很优秀,但不支持向前兼容,抛弃老用户。这也是Angular这优秀框架在国内没大面积推广原因
- Vue 1解决方案是响应式,初始化时,Watcher监听数据的每个属性,这样数据变化时,精确知道数据的哪个key变,去针对性修改对应DOM。过程解构:
左侧是实际网页内容,我们在网页用{{}}渲染一个变量,Vue 1就在内容里保存一个监听器监控该变量,即Watcher,数据有变化,watcher会收到通知去更新网页。
通俗来说,若将网页数据看成你管理的员工,普通数据就是那种每次你都需要找到他,告诉他要咋做的人,响应式数据就是他本身有任何变化,都会主动给你发日报告诉你的积极员工。
React团队提出不同于Angular、Vue的解决方案,页面初始化时,在浏览器DOM之上,搞了个虚拟DOM,用一个js对象描述整个DOM树。方便通过虚拟DOM计算变化的数据,去进行精确修改。React中的一段代码:
<divid="app"><pclass="item">Item1</p><divclass="item">Item2</div></div>React中,这一段HTML被映射成一个js对象。这个对象就像数据和实际DOM的一个缓存层,通过管理这个对象的变化,来减少对实际DOM的操作。
这种形式不仅让性能有很好保障,还多了用JSON描述网页的工具,并让虚拟DOM技术脱离Web的限制。因为积累这么多优势,虚拟DOM在小程序,客户端等跨端领域大放异彩。
虚拟DOM在运行时就是这么一个对象:
{tag:"div",attrs:{id:"app"},children:[{tag:"p",attrs:{className:"item"},children:["Item1"]},{tag:"div",attrs:{className:"item"},children:["Item2"]}]}这个对象完整地描述了DOM的树形结构,这样数据有变化的时候,我们生成一份新的虚拟DOM数据,然后再对之前的虚拟DOM进行计算,算出需要修改的DOM,再去页面进行操作。
浏览器操作DOM一直都是性能杀手,而虚拟DOM的Diff的逻辑,又能确保尽可能少操作DOM,这也是虚拟DOM驱动框架性能一直优秀的原因之一。
Vue V.S React 框架
数据变化后,通知页面更新的方式:
- Vue主动告诉你修改哪些数据
- React只能通过新老数据计算Diff得知数据变化
俩方案都迅速获得高占有率,但都有性能瓶颈:
- Vue核心是“响应式”,即数据变化后,主动通知我们。响应式数据新建Watcher监听,本身较损耗性能,项目大了,每个数据都有个watcher会影响性能
- React的虚拟DOM的Diff计算逻辑,如虚拟DOM树过于庞大,使计算时间大于16.6ms,可能造成性能卡顿
为解决性能瓶颈, 走了不同道路:
React为突破性能瓶颈,借鉴os时间分片概念,引入Fiber架构。把整个虚拟DOM树微观化,变成链表,然后利用浏览器的空闲时间计算Diff。一旦浏览器有需求,可将没计算完的任务放在一旁,把主进程控制权还给浏览器,等待浏览器下次空闲。
这种架构虽未减少运算量,但巧妙利用空闲实现计算,解决卡顿
左侧是树形结构,树形结构Diff很难中断;右侧把树形结构改造成链表,遍历严格按子元素->兄弟元素->父元素,随时可中断和恢复Diff的计算过程。
为方便理解计算Diff:
两个虚线之间是浏览器的一帧,高性能动画要求60fps,每帧就是16.6ms,在这16.6毫秒,浏览器自己的渲染更新任务执行后,会有一部分空闲时间,这段时间就计算Diff。
等下一帧任务来,就把控制权还给浏览器,让它继续去更新和渲染,等待空闲时间再继续计算,这就不会导致卡顿。
Vue 1问题在于响应式数据过多,导致内存占用过多。所以 Vue 2 大胆引入虚拟DOM解决响应式数据过多。该解决方案用虚拟DOM:
- 解决响应式数据过多的内存占用问题
- 良好规避React中虚拟DOM的问题
- 给 Vue 带来跨端能力
响应式数据是主动推送变化,虚拟DOM是被动计算数据的Diff,一个推一个拉,被 Vue 2 很好融合在一起,采用方式就是组件级划分。
对于Vue 2,组件之间变化,可通过响应式来通知更新。组件内部的数据变化,则通过虚拟DOM去更新页面。这就把响应式的监听器,控制在组件级,而虚拟DOM的量级,也控制在了组件的大小。
左侧是一个个组件,组件内部没有Watcher监听器,而是通过虚拟DOM来更新,每个组件对应一个监听器,大大减小监听器的数量:
除了响应式和虚拟DOM维度,Vue和React还有一些理念和路线的不同,模板书写,也走出template、JSX两个路线:
- React只有JSX,最终JSX都在Compiler层,即工程化那里编译成JS执行,所以React最终拥有全部JS的动态性,也导致React API一直很少,仅state、hooks、Component几个概念,主要都是js本身的语法和特性
- Vue默认是template,语法限死,如v-if、v-for。有了这些写法规矩,可在上线前做很多优化。Vue 3优在虚拟DOM的静态标记做到极致,让静态部分越过虚拟DOM的计算,真正做到按需更新,很好提高性能
模板的书写,除了Vue、React的template、JSX路线,还出现Svelte框架,没有虚拟DOM的库,直接把模板编译成原生DOM,几乎没有Runtime,所有逻辑都在Compiler层优化,算是另外一个极致。
4 Vue需要Fiber吗?
Vue的更新机制性能已非常高效,尤其Vue 3通过编译器优化进一步减少不必要的虚拟DOM更新。但Vue没有直接采用类似React Fiber架构,因为Vue设计哲学倾向在组件级进行优化,而Fiber更适用于大规模、长耗时的异步更新。
Vue不需要像React那样处理复杂的任务调度问题,因此在当前的架构下,Vue并不急需引入Fiber。
5 总结
了解了前端MVVM框架发展的历史和方向后,相信你脑海里已经建立起了一个前端框架发展的地图,每个框架都在探索自己的路线。后面还会涌现出更多优秀的框架,我们到时候只需要把那个框架纳入到这个地图中去理解,这样你很快就明白这个框架做了什么,而这也是很多前端大神能够快速学习一个新框架的主要原因。
浏览器方便显示文本和图片的内容和样式;JavaScript让网页动了;Gmail宣告前端也可用Ajax异步加载技术,来进行复杂网页的开发,前端工程师正式出现。
随着浏览器厂商的混战,各个浏览器都有自己的特色,jQuery框架的出现统一了写法,解决了那个时代最棘手的前端问题:兼容性,极大提高了开发者的效率。
Angular 1的诞生,多了一套开发模式,数据驱动页面。不再需要使用jQuery去寻找DOM,而是只关注数据的来源和修改,这也就是现在的前端时代。Vue、React、Angular和Svelte等框架,都是在数据驱动页面这个场景下涌现的框架。
明白前端的这些框架的风格和特点,以及 Vue 在这些框架中的地位,Vue 3 在Vue 2 的基础之上做了全面的升级,在性能、扩展性和包的大小上,Vue3都有质的飞跃。