从小学数学聊前端框架设计

共 3640字,需浏览 8分钟

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2021-10-26 22:03

作者:卡颂
来源:SegmentFault 思否社区


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:

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:

const x = value(1);
// 取值
console.log(x.value);
// 赋值
x.value = 2;

MobX的自变量:

const x = observable({data: 1});
// 取值
console.log(x.data);
// 赋值
x.data = 2;

React的自变量:

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:

// 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:

// 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:

// 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:

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

<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:

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:
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
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:
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:
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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