关于主流前端框架的本质区别

前言

前段时间，StackOverflow 发布了2021 调查报告，Svelte作为一个非主流框架，技压React、Vue等众多前端框架，成为了 web 领域最受欢迎的框架，你听说过Svelte吗？

从 React15 到 17，再到即将到来的 React18，再从 Vue2 到 Vue3，会不会有种前端框架发展太快？学不动了的感觉？

那么我们来探讨一下，这些主流框架之间的区别吧

tips：本文借鉴了卡颂老师在 B 站发布的视频，本文发布已征得本人同意，点击查看原视频：『货很干』主流前端框架的实现原理，懂完了你

组件化

主流前端框架都遵循组件化的开发模式，具体来说，框架开发的应用分为三级抽象：

应用 => 组件 => 节点

• 这里描述视图的节点可能是一个被<ul>标签包裹的<li>节点
• 这里的业务逻辑是，当用户点击<li>节点时，需要跳转到对应的地方，并且更新列表组件中的数据

总结一下：框架中最小的单位是节点，节点加业务逻辑构成组件，多个组件构成应用，这就是前端框架的抽象层级划分。

那么前端框架的工作原理是什么呢？我们可以用一个公式概括：UI = F(state)

• UI - 视图
• state - 状态
• F - 框架内部的运行机制

总结起来就是：框架内部的运行机制根据状态渲染视图

说到这里大家可能会有疑惑，既然主流前端框架的工作原理都是一样的，那它们有什么区别呢？

答案是：更新粒度的区别

刚才讲过，框架有三级抽象：应用、组件、节点，同样的，主流前端框架也分为三种更新粒度，应用级，组件级，节点级，接下来我们看看这些框架内部都由哪些技术构成：

节点级更新框架：Svelte

我们从最细的粒度，节点级更新的框架 Svelte 开始讲起（如果想了解这个框架，可以点击这里查看官网）

首先定义一个计数器组件，先定义组件逻辑：

• 定义变量count，初始值为 0
• 定义函数handleClick，每次点击时 count + 1
• 然后定义一个渲染组件的<button>节点，将点击事件绑定为<button>节点的点击回调函数
• 最后定义一个<p>节点，内容为一段文本

经过渲染，视图上的数字初始值为 0，每次点击都会加 1

节点级更新框架的原理分为三步：

1. 将状态变化可能导致的节点变化编译为具体方法
2. 监听状态变化
3. 当交互导致状态变化后，直接调用具体方法，改变对应视图

在我们上面的例子中：

1. 变量count变化可能导致<button>节点中的文本节点发生变化，由于<p>节点不包含状态变化，所以它不会出现在编译后的 update 方法中（这种将状态变化可能导致的节点变化编译为具体方法的技术，被称为预编译，网站中实际运行的代码，都是预编译之后的代码）

2. 监听状态变化，具体方案是采用了发布订阅设计模式,当创建一个状态后，会为状态维护一张订阅了该状态变化的表,所有需要监听变化的回调函数都在表中进行了注册，这就是发布订阅中的订阅部分

3. 每当状态变化，会发布这张表，将状态变了这一消息发布出去，每个订阅该状态变化的回调函数都会收到通知并执行，这就是发布订阅中发布的部分

4. 通过以上这种方式，框架能对每个状态化做出反应，这种精确到状态的更新被称为细粒度更新，这也就是节点级更新框架的工作原理。

应用级更新框架：React

讨论到应用级更新框架，这种框架会采用虚拟 DOM 的技术，我们通过 React 来举例，首先，我们用 React 重写刚才的 Counter 组件：

import React, { useState } from 'react';

const Counter: React.FC = () => {
  const [count, setCount] = useState<number>(0);
  const handleClick = () => setCount(count + 1);
  return <button onClick={handleClick}>{count}</button>;
};

export default () => (
  <>
    <Counter />
    <Counter />
  </>
);

• 在父组件内使用两个 <Counter /> 子组件，这两个 Counter 子组件可以独立计数

• 首屏渲染时，React 会根据应用的树结构，生成一颗对应的虚拟DOM树

• 当点击 <button> 节点后，调用handleClick，触发状态更新，react 会重新生成一颗完整的虚拟 DOM 树

• 新生成的每个节点会与之前的虚拟 DOM 树的同级节点进行比较，如果存在差异，记录该差异

• 在上面的例子中，进行到左边的<Counter />组件的<button>节点时，发现前后两个button节点的内容不一致，就会记录下来，等新的虚拟DOM生成完毕后，将记录的差别统一渲染到视图上

总结

刚才讲过，节点级更新的框架需要监听状态的变化，与节点级框架不同，应用级框架不关心是哪个状态发生了变化，应用中的任何组件中的任何一个状态变化，都会从 root根节点创建一颗完整的虚拟DOM树，然后通过前后两棵虚拟DOM树的比较，找到变化的部分，最终将变化的部分更新到视图，主流的应用级更新框架就是React

提问

你可能会问：为什么状态变化后，要生成一颗完整的虚拟DOM树，而不是只为改变的状态对应的组件生成对应的虚拟DOM树？这样一来，就能节省很多虚拟 DOM 操作的开销，从而降低内存的开销，达到性能优化的目的

• 如果你这么想，那么恭喜你，你发明了 Vue

组件级更新框架：Vue

作为组件级更新框架的代表，Vue2 采用虚拟 DOM + 细粒度更新实现，Vue3 则在此基础上引入了预编译，并升级了细粒度更新的实现。

复习一下吧

最后总结一下：主流前端框架的工作原理是 框架的运行机制根据状态渲染视图，他们的区别是更新粒度不同，三种更新粒度的框架分别对应不同的技术点：

更新粒度	对应技术	代表作品
应用级	虚拟DOM	React
组件级	细粒度更新、预编译、虚拟DOM	Vue2、Vue3
节点级	细粒度更新、预编译	Svelte