广州蓝景知识分享-如何理解前端和Vue

作者: 雪梨是我 | 来源:发表于2019-11-06 19:17 被阅读0次

最近身边学习Vue的人也越来越多了，大家都有很多的疑问，为什么前端要用框架、Vue 做了些什么、要怎么上手，等等。距离上一次写 Vue 也过去三年了，是时候再把这三年自己的理解再整理进去了。由于这个系列主要是希望写给可能前端掌握也不深的人，所以会铺垫一些自己认为需要的内容，本节先来讲讲入门前端，作为铺垫，来理解 Vue 这个框架吧。

前端页面解析

页面组成

我们打开一个前端项目，经常会看到很多不同后缀的文件，例如一个页面可能包括a.html、a.css、a.js，用了 Vue 还有a.vue，再加上 Typescript 可能还有a.ts。

相信有些没写过前端的开发们是有点崩溃的，我们先来分别看看一个前端页面都是由什么组成的。其实最终跑在浏览器中的代码，主要包括三种：HTML、CSS、Javascript。

HTML

直接从代码说起，最简单的莫过于：

这里面包括两个子模快：

<head>：常包括控制样式的<link>标签、控制浏览器特殊逻辑的<meta>标签、控制代码执行逻辑的<script>，不展示到页面。

<body>：包括展示在页面的内容。

通常来说，一段HTML代码，最终在浏览器中会生成一堆 DOM 节点树，例如：

这段代码在浏览器中渲染时，其实是长这个样子的：

这不一定是最终的结果，因为我们还可以这样操作：

1.通过CSS 样式，例如display: none来让其中某个节点消失。

2. 通过JS 代码操作 DOM，例如使用document.getElementById获取到某个节点元素，然后再通过设置.innerHTML来改变元素的内容。

CSS

CSS主要是给我们的 HTML 元素添加样式，可以通过几个方式匹配:

$\bullet$ DOM元素匹配：例如p{color: red}会让所有<p>元素的文字都变成红色

$\bullet$ class匹配：类的匹配，例如.color-red{color: red}会让所有<xxx class="color-red">元素的文字都变成红色

$\bullet$ id匹配：id标识符的匹配，例如#color-red{color: red}会让<xxx id="color-red">元素的文字都变成红色（若页面内有多个相同的 id，则只有第一个生效）

CSS的调试和编写上手不简单，会需要很多的踩坑和练习，它也不像 JS 那样可以完全根据语法或是逻辑理解，总有兼容性会颠覆你之前的认知。不过 CSS 写好了，对写页面的效率会有很大的提升。

Javascript

HTML是简单的网页静态信息，而 JavaScript 可以在网页上实现复杂的功能。

我们常常使用Javascript来做以下事情：

$\bullet$ 处理事件（点击、输入等）

$\bullet$ 改变HTML内容、位置和样式

$\bullet$ 处理Http请求、各种业务逻辑的执行

$\bullet$ 很多其他的事情也可以做

Javascript是单线程的，更多是因为对页面交互的同步处理。作为浏览器脚本语言，JavaScript的主要用途是与用户互动，以及操作 DOM，若是多线程会导致严重的同步问题。

页面渲染

浏览器的渲染机制

我们现在知道一个页面的代码里，主要包括了HTML、CSS、Javascript 三大块内容，那么浏览器是怎么解析和加载这些内容的呢？

一次浏览器的页面渲染过程中，浏览器会解析三种文件：

CSS规则树与 DOM 结构树结合，最终生成一个 Render 树（即最终呈现的页面，例如其中会移除 DOM 结构树中匹配到 CSS 里面display:none的 DOM 节点）。一般来说浏览器绘制页面的过程是：

1.计算 CSS 规则树。

2.生成 Render 树。

3.计算各个节点的大小/position/z-index。

4.绘制。

页面的局部刷新

一般看来，浏览器生成了最终的Render树，页面也已经渲染完毕，似乎浏览器已经完成了它的工作了。但现实中我们的页面更多的不只是静态的页面，还会包括点击、拖拽等事件操作，以及接口请求、数据渲染到页面等动态的交互逻辑，这时候我们会需要更新页面的信息。

我们的业务代码中情况会复杂得多，除了插入内容，还包括内容更新、删除元素节点等。不管是那种情况，目前来说前端一般分为两种方式：

1.绑定映射表方式。

2.直接替换内容方式。

1. 绑定映射表方式

这其实是挺经常使用的一种方式，例如下面这段代码：

这里拿到了<xxx id="a">的这样一个元素映射，我们在更新内容、处理节点的时候就可以用这个映射来直接操作，如：

如果我们一个页面里需要绑定变量的元素很多，那每次要更新某块的页面数据，可能会需要保存很多的元素映射，同时需要调用很多很多的createElement() /appendChild() /removeChild()这类方法，也是个不小的开销。这种情况下，我们可以使用直接替换内容的方式。

2. 直接替换内容方式

我们每次更新页面数据和状态，还可以通过innerHTML方法来用新的HTML String替换旧的，这种方法写起来很简单，无非是将各种节点使用字符串的方式拼接起来而已。

例如，上面的几次更新a 元素节点，可以调整成这样实现：

这种方式来更新页面简单粗暴，但是如果我们更新的节点范围比较大，这时候我们需要替换掉很大一片的HTML String。这种情况下，会面临着可能导致更多的浏览器计算。

页面回流、重绘

前面也介绍了，浏览器绘制页面的过程是：1.计算CSS规则树 => 2.生成Render树 => 3.计算各个节点的大小/position/z-index => 4.绘制。其中计算的环节也是消耗较大的地方。

我们使用DOM API和 CSS API 的时候，通常会触发浏览器的两种操作：Repaint（重绘）和 Reflow（回流）：

回流的花销跟render tree有多少节点需要重新构建有关系，这也是为什么前面说使用innerHTML会导致更多的开销。所以到底是使用绑定映射表方式，还是使用直接替换内容方式，都是需要具体问题具体分析的。

事件驱动

事件驱动其实是前端开发中最容易理解的编码方式，例如我们写一个提交表单的页面，用事件驱动的方式来写的话，会是这样一个流程：

1.编写静态页面

2.给对应的元素绑定对应的事件。例如给input 输入框绑定输入事件：

3.事件触发时，更新页面内容：

以上这个流程，是很常见的前端编码思维，我们称之为事件驱动模式。

前端思维转变

很多人不理解这几年来前端的变化，为什么不能再用jQuery统一天下呢？为什么要搞那么多的库，还要按照环境呢？不是用个 txt 编辑器就能写完一个页面吗，前端弄那么复杂是为了什么呢？

既然称之为思维转变，那么可以将事件驱动的思维模式作为过去常见的一种方式，而如今的前端开发过程中，多了很多的新框架、新工具，还有了工程化，这些带来了怎样的思维模式的转变呢？

前端框架的出现

其实最初是AngularJS开始占领了比较多的地位，后面 React 迎面赶上，在 Angular 断崖升级的帮助下，Vue 结合了各种框架的优势，以及非常容易入门的文档，成功成为了那一匹黑马。既然这一系列写的是 Vue 的入门和使用，那这里当然是基于 Vue 来介绍了。

Vue 文本插值

在Vue 中，最基础的模板语法是数据绑定，例如：

这里绑定了一个 msg 的变量，开发者在 Vue 实例 data 中绑定该变量：

最终页面展示内容为<div>测试文本</div>。

数据绑定的实现

这种使用双大括号来绑定变量的方式，我们称之为数据绑定。它是怎么实现的呢，数据绑定的过程其实不复杂：

上述这个过程，是模板引擎在做的事情。我们来看看上面在Vue 里的代码片段<div></div>，我们可以解析后获得这样一个AST 对象：

这样，我们在生成一个DOM 的时候，同时添加对data的监听，数据更新时我们会找到对应的nodeIndex，更新值：

虚拟DOM

虚拟DOM如今已经被作为前端面试基础题了，多多少少面试者都要去了解下，当初 React 就是因为虚拟 DOM 的提出，暂时赢下了浏览器性能之争。当然，这都是几年前的事情了，如今几大框架的性能问题，早也不是什么大问题了。

虚拟DOM大概是这么个过程：

(1)用 JS 对象模拟 DOM 树，得到一棵虚拟 DOM 树。

(2)当页面数据变更时，生成新的虚拟 DOM 树，比较新旧两棵虚拟 DOM 树的差异。

(3)把差异应用到真正的 DOM 树上。

为什么要用到虚拟DOM呢？这是因为一个 DOM 节点它包括了太多太多的属性、元素和事件对象，感觉有上百个。但是我们并不是全部都会用到，通常包括节点内容、元素位置、样式、节点的添加删除等方法，而我们通过用 JS 对象表示 DOM 元素的方式，大大降低了比较差异的计算量。

虚拟DOM中，差异对比也是很关键的一步，这里简单说一下。当状态变更的时候，重新构造一棵新的对象树。然后用新的树和旧的树进行比较，记录两棵树差异。通常来说这样的差异需要记录：需要替换掉原来的节点、移动、删除、新增子节点、修改了节点的属性、对于文本节点的文本内容改变。经过差异对比之后，我们能获得一组差异记录，接下里我们需要使用它。

如图，这里我们对比两棵 DOM 树，得到的差异有：p 元素插入了一个 span 元素子节点，然后原先的文本节点挪到了span 元素子节点下面，最后通过 JS 操作就可以实现完。

XSS 漏洞

模板引擎还可以协助预防下XSS 相关漏洞。我们知道，XSS 的整个攻击过程大概为：

避免XSS的方法之一主要是将用户所提供的内容进行过滤，而大多数模板引擎会自带 HTML 转义功能。在 Vue 中，默认的数据绑定方式（双大括号、v-bind等）会进行 HTML 转义，将数据解释为普通文本，而非 HTML 代码。

当然，如果你一定要输出HTML代码，也可以使用v-html指令输出。官方文档也有特殊说明：

Vue简介

看看这些模板引擎都做了啥事，原本就是一个

，经过 AST 生成一个对象，最终还是生成一个<div>，这是多余的步骤吗？不是的，在这个过程中我们可以实现一些功能：

$\bullet$ 排除无效DOM元素，并在构建过程可进行报错

$\bullet$ 使用自定义组件的时候，可匹配出来

$\bullet$ 可方便地实现数据绑定、事件绑定等，具备自动更新页面的功能

$\bullet$ 为虚拟DOM Diff过程打下铺垫

$\bullet$ HTML转义（预防 XSS 漏洞）

所以Vue它只是一个模板引擎吗？怎么说呢，模板引擎可能是我们选择框架的原因里最重要的一个，毕竟如果没有框架的话，所有上述这些很好用的能力都需要自己搭建，不然开发效率会很受影响。

我们看看Vue官方的介绍：

数据驱动

前面也介绍了，在jQuery年代，我们通常是使用事件驱动的模式去进行开发了。那么使用了 Vue 之后，写代码的方式会有哪些不一样吗？

既然前面介绍了事件模型一般的编码流程，我们再来看看，同样的们写一个提交表单的页面，用数据驱动的方式来写的话，会变成这么一个流程：

1:设计数据结构。

2:把数据绑定到页面中需要使用/展示的地方

3.事件触发时，更新数据

我们在设置数据（this.name = event.target.value）的时候，Vue 已经替我们把将数据更新到页面的逻辑处理了。大家也可以去 codepen 或者 jsfiddle、stackblitz 这些在线编码网站上尝试下。

所以事件驱动和数据驱动一个很重要的区别在于，我们是从每个事件的触发开始设计我们的代码，还是以数据为中心，接收事件触发和更新数据状态的方式来写代码。

页面编写

如果要问，vue 和 jQuery 有什么不一样？其实它们从定位到设计到实现上都完全不一样，但是对开发者来说，我们可以做个简单直观的区别：

当我们在Vue 中，模板引擎帮我们处理了模板渲染、数据绑定的过程，我们只需要知道这里面只有一个有效数据，即输入框的值。

1.当我们需要渲染成列表时：

2.当我们需要更新一个列表中某个id 的其中一个数据时（这里需要更改 id 为 3 的 name 值）：

在使用数据驱动的时候，模板渲染的事情会交给框架去完成，我们需要做的就是数据处理而已。那么转换了数据驱动之后，有什么好处呢？

当我们把一个页面抽象成数据来表示之后，可以做的事情就多了。如果我们把所有的页面、组件、展示内容和接口配置等都变成了配置数据，那么我们就可以把所有的东西都进行配置化。

前端工程化

其实前端工程化这块，我并不是能理解得很深刻，能讲给大家的，应该只是自己的一种理解了。一般来说，现在的主流构建工具应该是Webpack，包括我们使用 Vue 官方脚手架生成的代码，构建工具也是 Webpack。

我们在代码中会使用到很多的资源，图片、样式、代码，还有各式各样的依赖包，而打包的时候怎么实现按需分块、处理依赖关系、不包含多余的文件或内容，同时提供开发和生产环境，包括本地调试自动更新到浏览器这些能力，都是由Webpack 整合起来的。

npm 依赖包

要实现工程化，前端开发几乎都离不开nodejs 的包管理器 npm，比如前端在搭建本地开发服务以及打包编译前端代码等都会用到。在前端开发过程中，经常用到npm install来安装所需的依赖。

为什么会有npm 包的出现呢？因为一个人的力量是有限的，我们在写代码的时候，为了可以将注意力集中到业务开发中，会需要使用别人开源的很多工具、框架和代码包。在很早以前，我们是一个个地下载，或是通过的方式去引用。

当一个网站依赖的代码越来越多，其实管理依赖和版本是一件很麻烦的事情。然后npm 就出现了，作为一个把这些代码集中到一起来管理的工具。

同时，我们可以结合一些tree shaking 的能力，在本地构建的时候，把使用的别人的依赖包里没用用到的部分去掉，减小代码包的大小等。

在安装Node.js 的时候，npm 的能力也会一块提供到，按照完之后就能直接在机器终端使用npm install xxx这种能力啦，需要安装什么依赖包呢，你可以去npmjs官网搜一下。

vue cli

通常来说，脚手架可以让你快速地生成示例代码、搭建本地环境，也可以更新依赖的版本等，避免了每个开发者自行调整开发环境、打包逻辑等配置。Vue cli 也提供了这样的能力，更多的可以参考官方文档。

使用方式很简单：

生成之后的代码目录是这样的：

启动项目

一般来说，项目会有个README.md 文件，你能看到一些简单的说明，例如这里生成的：

yarn 跟 npm 都是差不多的包管理器，区别在于 yarn 在安装时会速度更快（并行、离线等），以及版本统一管理的比较好。但如果你不是有特殊的喜好或者习惯，其实两个都可以用，例如这里的yarn run serve也可以用npm run serve来运行。

如果有些习惯不好的项目缺了README，这种时候要怎么去启动一个项目呢？可以查看package.json文件：

一般来说，开发环境是dev、serve等，生产环境是build，scripts里是一些任务，运行命令npm run taskName就可以启动了。

上图中，我们可以看到任务已经启动了，访问输出的地址（这里是http://localhost:8080/或者http://10.40.120.53:8080/）就能看到我们的项目跑起来了。

第一part 结束了，更多的内容还是前端相关。这些主要是这几年对页面渲染的一些新的理解，然后简单用脚手架启动了个 demo 项目。内容是按照自己觉得较清晰的逻辑展开来讲的，如果说你有更好的想法，或是发现我的描述中有哪些不到位的地方，也十分欢迎来交流。

工具始终是工具没错，但一个工具为什么受这么多人追捧，它到底解决了什么，你可以从中学习到什么，这些才是个人认为的在使用工具时候收获的很重要的东西。在Vue 官方文档很完善的情况下，我来给你们补上文档以外的一些技巧和内容吧。