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南宫28ng十年过去了UI 框架还停滞在原地……

2024-03-29 17:11:08
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  南宫28ng十年过去了UI 框架还停滞在原地……【CSDN 编者按】这篇文章是一位前端开发者揭示了主流 UI 框架的局限性,认为它们都在误导开发者,隐藏了 DOM 节点的真实复杂性。作者指出 HTML 语法并不是描述 UI 的最佳抽象,而是 DOM 树的一种投影南宫28ng。HTML 无法有效地表达 DOM 节点的七类属性,而只能将它们混合在一起。作者认为开发者应该面对并理解 DOM 节点的自然复杂性,而不是被框架所迷惑。作者也提到了 Svelte 5 的 runes 特性,表示对其有一定的期待。

南宫28ng十年过去了UI 框架还停滞在原地……(图1)

  几天前,Svelte 5 的预览版本随着对 runes 的详细介绍 被公开发布。该消息令包括我在内众多人士激动不已。$props、$derived、$effects、$state、信号等概念,我并非第一次接触,我在 5-6 年前就见过这样的响应式处理机制。我认为 Svelte 正沿着正确的方向演进。虽然 Svelte 仍然使用了一些主流但不太适合解决复杂 Web 问题的方案,我仍然期望他们能够克服这些困难。不过,这并非本文今天要探讨的核心议题。

  为什么组件的响应性解决方案仍然需要编译阶段?为何我们还在使用非标准的 HTML 语法和一系列自定义指令?为何 UI 的描述仍然是以命令式的方式进行?为什么技术界还在努力模仿 HTML?

南宫28ng十年过去了UI 框架还停滞在原地……(图2)

  这个问题可能会引发不少争议,但事实上,HTML 仅仅是 DOM(文档对象模型)树的一种表现形式,而这种表现形式并非一定是最优的。确切地说,浏览器处理的不是 HTML,而是 DOM 节点。一个完整的 DOM 节点应该包括以下七类属性:

  遗憾的是,许多开发者要么没有意识到这种复杂性是不可避免的,要么就是不愿承认。几乎所有现有的 UI 解决方案都在使用一种过于简化的方式试图把这种复杂性忽略掉,这是不可取的。

  这些解决方案都试图把 DOM 节点属性的多样性简化为一个扁平的属性列表,这种做法显然不切实际。即便将七大类 DOM 节点属性简化为一张扁平的属性列表,这些属性的多样性仍然会存在,只是变成了一堆难以管理的碎片信息。

  复杂性主要有两类:人为引入的复杂性和自然存在的复杂性。人为引入的复杂性通常来自库、框架、编程语言和设计范式等。而自然复杂性则是平台本身固有的,用于解决特定领域的基本问题。优秀的工程师会努力减少人为引入的复杂性,同时积极面对和解决自然复杂性。我们应当不再回避这种自然存在的复杂性,而是应更加尊重和理解我们所使用的平台。

  Rich Harris 发表了一则精彩的视频,详细解释了 getter 和 setter 的实际运作原理,并回应了公众对 Svelte 新响应机制的疑惑。然而南宫28ng,他没有对“需要编写更多代码”这一观点进行充分解释。最终目标不仅仅是编写更少的代码,而是用最少量的代码明确地表达应用的意图。如果某项技术所强调或唯一提供的就是“简单性”,那么你可能就忽视了一些关键的细节。这些问题迟早会从其他角度出现。

  令人遗憾的是,大多数人几乎没有多余的时间来做这些事情。我不怪罪于他们,每个人都有自己的局限性。但这种局面每年令我感到越发沮丧南宫28ng。难道你们不觉得对于 HOCs、render-props、不断变化的自定义语法以及一些很快就被我们遗弃的技术,浪费的时间太可惜了?

  我越来越认为这其中有直接的联系:应用程序的开发和维护仍然是一项困难和成本高昂的任务。而我们却在消耗精力进行各种妥协,而非学习如何更有效地利用至少一个平台。

南宫28ng十年过去了UI 框架还停滞在原地……(图3)

  人们常对 React 的 JSX 语法、Vue 的模板语法,或者 Svelte 的组件方式有不少批评。这些批评并非没有道理,但更重要的一点是:它们受到质疑并不是因为缺乏优势。而是因为这些方案本质上是不准确的编程抽象。各框架之间的差异远非表面上看起来那么简单。

  首先,让我们聊聊视图树(View Tree)内部的 if 语句。是否可以用空值或某种插件组件作为回退呢?这是一种指令还是模板块?需要明确的是,这种设计在 DOM API 中是不存在的,只能称其为一种权宜之计。问题不仅在于命名,更在于整个概念的设立。例如,v-if 和 {#if ...} 就是这样的表现。

  Vue 无疑是这一现象的重要代表。你有两种选择:要么频繁地创建和销毁组件,要么简单地隐藏组件(通过 display: none 等)。在 2023 年,这种实践已经过时,是对浏览器和 DOM API 的一种不尊重。

  当然,问题并非仅存在于 Vue。以 React 为例,其函数组件由于 hooks 机制的特性,内容经常充满副作用。这导致了即使没有必要,也会过度依赖重新渲染来重新计算副作用和更新数据。

  常见的观点是:“React 会导致额外的重新渲染,但其核心机制目的是优化性能并保持 UI 与应用数据的同步。”然而,实际操作中,大多数开发者都在努力减少重新渲染。像 useMemo 这样的优化措施,并不能保证避免额外的渲染。

  显然,这些都是权宜之计和不必要的妥协。快速和优化的重新渲染并不能解决根本问题。真正的解决方案应在于消除重新渲染这一现象。

  这可以通过整个界面树的静态初始化来达到。简言之,每个元素(或更准确地说,堆栈内元素的回调函数)应只计算和调用一次,以实现响应式值和节点的绑定。此后,只需根据 DOM 结构图来处理流程和事件。

  各种自定义语法、模板和指令显现眼前。然而,谁能确保这些实现在未来不会发生变化呢?事实上,这种情况在过去已经出现过,如 React 和 Vue。如果这些技术一旦失去主流地位,又将如何防止它们沦为难以维护的遗留系统?

  这引发出一个新的问题:为什么无论是开发者还是框架的创造者,都持续地采用与平台习惯相违背的技术?

南宫28ng十年过去了UI 框架还停滞在原地……(图4)

  继续讨论现有问题的潜在解决方案,让我们将目光转向 DOM API。这是一个历经多年精研且功能丰富的库。有些功能实际上是你不能仅通过属性(props)来规避的。

  这里需要指出的是,许多框架或库在组件设计时,没有给予 DOM 节点状态管理足够的重视。实际上,组件自身应当负责管理与 DOM 树连接的节点以及这些节点的子节点的状态,而不应该由外部模块来进行。考虑以下代码示例:

  这里并没有使用任何特殊的语法或扩展,也没有试图隐藏任何基础逻辑。它仅仅是一个用于便捷 DOM 操作的普通 JavaScript 函数。在应用程序中,这样的组件依然可以像普通函数一样使用:

  这种设计思路受到了 SwiftUI 和 Flutter 的影响。其中,第二个回调参数是 SwiftUI 的嵌套组件块的替代品,而 visible 属性则与 Flutter 中的同名属性相对应。值得注意的是,这里的 visible 并非 Vue 的“hack”,而是用于直接插入或移除 DOM 子树的属性。

  总而言之,我们无需额外发明抽象语法来模拟我们需要的行为。JavaScript 作为前端开发的“本土”语言,拥有其独特的优势和功能。试图用替代方案来规避它,最终只会使问题变得更加复杂。这一点在以往的开发实践中已经得到了充分的证明。

  更值得注意的是,代码中所有用到的变量或属性都支持响应式更新。这意味着,当用户列表或者其相关属性有所改变,这些改变会即时反映在最终的布局中。

  此外,这种 list 方法实现并不像表面上看起来那么简单。系统会预生成用于该应用的模板(这里的模板指的是 JS 模板,与 Vue 或其他框架的模板不同)。所以,每当响应式变量 users 发生变化时,我们只需利用已经预设好的模板生成一个新的实例,而不是在运行时重新计算所有元素。

  但不幸的是,许多现代解决方案利用虚拟 DOM 和调和(Reconciliation),引入了阶段来双重检查从组件返回的结构的变化。这就导致了重绘和性能问题。以及一些人为的约束。不得不说,Svelte 做得很好。Svelte 不依赖于虚拟 DOM,而是使用编译器将组件转换为 JavaScript。这个 JS 代非常高效,但是,遗憾的是,其他问题也出现了:不必要的构建步骤,Svelte 特有的代码并没有真正从最终的包中移除。而且我们仍然有重渲染的问题。

  在这段代码中,changeUsername 和 changePassword 是用于响应用户输入并动态更新相应值的事件处理器。而 fields 是一个包含相关属性的响应式对象。实际上,这个 fields 对象就是一个数据存储,不论个人喜好如何。我们还采用了 map() 方法来创建一个派生属性,这在 Svelte 中对应 $derived。这个派生属性会在用户名或密码发生变更时同步更新,从而改变提交按钮的状态。

  classList - 一个包含节点类名的数组,该名称与 DOM API 的官方命名 一致。

  spec - 实质上是一个包装函数,用于描述节点属性类别。当组件的回调函数内有子元素时,你可以在组件的最外层(或者回调函数中的任何地方,尽管这并不是重点)设定一组属性。

  确实,相比于 React、Vue、Svelte、Solid 等,这种方式更显繁琐。但这样的设计方式不会让你对前端的复杂性有所误解,也不会给你一个所谓的“简单解决方案”。事实上,你应该面对这些现实,而不是逃避。这会让你更清晰地了解应用是如何构建的。虽然这种方法比较繁琐,但它真的复杂到让你难以理解吗?我相信你完全能够理解每一行代码的作用。

  其次,你并不需要直接操作 DOM API。你真正需要的是一个简洁的 JavaScript API 用于与 DOM 进行交互。我坚信,视图树的管理应该由原生工具来完成。那些需要手动添加、删除、更新树结构的操作都可以由底层技术来完成。

  我要再次强调,我的目的不是推崇某个特定的新技术解决方案。相反,我希望能指出现有方案中存在的问题,并讨论如何用原生工具来解决这些问题,而无需重新发明轮子。

  最后,我想提醒大家,尊重你所使用的平台是很重要的。其他平台的开发人员都已经学会了如何与他们的平台和谐共处。与此不同,前端开发人员有时会尝试用新的、还不够成熟的解决方案来解决问题。

  无需深究这里的 createStore 和 createEvent,Store 本质上是一个响应式数据结构,而 Event 则是用于修改这些数据或触发某种效果的信号,这些都可以从任何库中获取。

  这里的关键点是如何描述视图和视图逻辑。即使视图描述存在差异,也不意味着一定要寻求全新的解决方案。你是否确信现有方案已经是最优的?如果不是,你能明确指出原因吗?

南宫28ng十年过去了UI 框架还停滞在原地……(图6)

  你也许会误以为我对现有的主流解决方案持批判态度,但事实并非如此。我相信这些技术在一定程度上都是必要的。或者说,曾经是必要的,至少对于一般的前端开发而言。但我不喜欢的是,我们似乎陷入了过去十年的思维模式,没有人在主流中试图提醒开发者注意这个问题。结果,我们的应用程序仍然没有可重现性,而且即使是简单的任务,也需要很高的劳动强度。

  我并不建议我们抛弃所有现有的解决方案,这样做是愚蠢的。我也不建议每次都自己手动操作 DOM。这些工作应由库 / 框架 / 技术 / API / 或其他何种形式来完成。我只想说,也许是时候停止实施存在严重设计缺陷的独特的“雪花”类型解决方案了?并开始利用我们自己的平台提供给我们的东西,发挥其作用。也许不是以之前呈现的形式,但以某种其他形式。至少在我看来,存在潜在的可能性。

  然而,很多人并没有认识到当前做法的局限性,反而继续在一些独特的但有严重设计缺陷的解决方案中做选择。

  你认为 UI 架构在过去十年停滞的原因是什么?你认为应该从哪些方面进行创新性突破?欢迎在评论区留言讨论。

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