# 01 | 宏观视角:从前端框架发展史聊聊为什么要学Vue 3? 你好,我是大圣。 今天,我们来聊一聊前端框架的发展历史。在熟悉这段历史之后,相信你能把握到 Vue 在前端框架中的地位。这样,你就会对 Vue 有一个更精准的定位,从而能够知道我们为什么要选择 Vue 框架,以及Vue的优势和它的真正价值在哪里。 同时,前端框架的发展历史可能也会让你感触很多。因为每一个上网的人,或多或少都会感觉到前端网页在这些年发生了很多的变化,这是一种切身的、直观的体会。我们都能感觉到网页在设计模式、渲染等等地方的变化,而这种种变化的背后,其实都可以放到前端框架的演变历史中来解释。 ## 石器时代 谈前端框架发展史之前,我们先来简单回顾一下前端的发展历史吧。 * 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。后面的时间里,前端圈有很多里程碑事件。 * 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 天时间设计了 JavaScript,同年微软发布了 IE 浏览器,进而掀起了浏览器大战。 * 2002年,IE在浏览器大战中赢得胜利,IE6占有率超过96% 。 而前端的发展历史,又非常直观地显示在你看到的前端网页的演变历史中。整个90年代,受限于网速,网页都是静态页,显示非常单一,前端的工作大部分都只是让美工来切切图和写写HTML+CSS。也因此,在90年代,前端还处在一种萌发期的状态,前端工程师这一工种也没有明确出现。 再后来,后端越来越复杂,开始分层。就像在小公司里,大家啥都干,但公司规模大了之后,就要分部门,职责明确,代码也从揉在一起发展到Model,View和Controller,分别负责不同的功能。 **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: ```xml smarty test1 它的名字叫{$name} ``` 上述代码写出来的页面,就可以直接显示后端数据库里的数据了,这也就是所谓的动态网页。动态页面使得前端本身的丰富程度大大提升。这一下子迎来了整个互联网开发的繁荣时期,但这种模式下的任何数据更新,都需要刷新整个页面,并且在带宽不足的年代,这样做会耗费不少加载网页的时间。 所以这个时代的网页主要还是以显示数据和简单的特效为主,比如当时众多的门户网站,也都没有太多的用户交互,主要就是显示后端存储的新闻。 直到2004年,Google发布了Gmail,用户可以在不刷新页面的情况下进行复杂的交互,之后,Ajax逐渐成为网页开发的技术标准,也不断地被应用于各种网站。**Ajax这个技术让我们可以异步的获取数据并且刷新页面,从此前端不再受限于后端的模板,这也宣告了Web2.0时代正式到来。**至此,前端工程师也正式作为一个独立工种出现。 ## 铁器时代 在Gmail诞生后,虽然依然有浏览器的混战和兼容性问题,比如绑定事件不同的浏览器就要写不同的代码,但大家意识到前端也可以做出复杂应用。而jQuery的出现迅速风靡全球,一个$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: ```xml $('#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。 ## 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。 所谓MVVM,就是在前端的场景下,把Controller变成了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,第二讲我们会通过一个清单应用让你熟悉MVVM开发模式和传统jQuery的开发模式的区别,这里你先留个印象就好。 ### 前端三大框架 在前端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。 ![](https://static001.geekbang.org/resource/image/b0/93/b0402b9e1b4cb22877fcffb8b43d0193.jpg?wh=1208x678) 这些框架要回答的核心问题就是,数据发生变化后,我们怎么去通知页面更新。各大框架在这个步骤上,各显神通: Angular 1就是最老套的脏检查。所谓的脏检查,指的是Angular 1在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,有变化就去更新DOM这一方法。这个方法看似简单粗暴,但算是数据驱动页面早期的实现,所以一经推出,就迅速占领了MVVM市场。 后面Angular团队自断双臂,完全抛弃Angular 1,搞了一个全新的框架还叫Angular,引入了TypeScript、RxJS等新内容,虽然这些设计很优秀,但是不支持向前兼容,抛弃了老用户。这样做也伤了一大批Angular 1用户的心,包括我。这也是Angular这个优秀的框架现在在国内没有大面积推广的原因。 而Vue 1的解决方案,就是使用响应式,初始化的时候,Watcher监听了数据的每个属性,这样数据发生变化的时候,我们就能精确地知道数据的哪个key变了,去针对性修改对应的DOM即可,这一过程可以按如下方式解构: ![](https://static001.geekbang.org/resource/image/c8/0b/c8f234a40e63dbf86809f6885714b10b.jpg?wh=2540x1441) 在上图中,左边是实际的网页内容,我们在网页中使用{{}}渲染一个变量,Vue 1就会在内容里保存一个监听器监控这个变量,我们称之为Watcher,数据有变化,watcher会收到通知去更新网页。 通俗来说,如果把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,告诉他要怎么做的人,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。 此外,Facebook的React团队提出了不同于上面的Angular、Vue的的解决方案,他们设计了React框架,在页面初始化的时候,在浏览器DOM之上,搞了一个叫虚拟DOM的东西,也就是用一个JavaScript对象来描述整个DOM树。我们可以很方便的通过虚拟DOM计算出变化的数据,去进行精确的修改。 我们先看React中的一段代码: ```xml

Item1

Item2
``` 在React中,这样一段HTML会被映射成一个JavaScript的对象进行描述。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个很好的保障,我们还多了一个用JSON来描述网页的工具,并且让虚拟DOM这个技术脱离了Web的限制。因为积累了这么多优势,虚拟DOM在小程序,客户端等跨端领域大放异彩。 虚拟DOM在运行的时候就是这么一个对象: ```xml { 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,又能够确保尽可能少的操作DOM,这也是虚拟DOM驱动的框架性能一直比较优秀的原因之一。 ![](https://static001.geekbang.org/resource/image/b2/b4/b262c52d5c353008715003fa263403b4.jpg?wh=1970x1445) ### Vue 与 React 框架的对比 通过上面对前端三大框架的介绍,我们不难发现 Vue 和 React 在数据发生变化后,在通知页面更新的方式上有明显的不同,通俗的来说,就是:**在 Vue 框架下,如果数据变了,那框架会主动告诉你修改了哪些数据;而React的数据变化后,我们只能通过新老数据的计算 Diff来得知数据的变化**。 这两个解决方案都解决了数据变化后,如何通知页面更新的问题,并且迅速地获得了很高的占有率,但是他们都碰到了性能的瓶颈: * 对于 Vue 来说,它的一个核心就是“响应式”,也就是数据变化后,会主动通知我们。响应式数据新建Watcher监听,本身就比较损耗性能,项目大了之后每个数据都有一个watcher会影响性能。 * 对于React的虚拟DOM的Diff计算逻辑来说,如果虚拟DOM树过于庞大,使得计算时间大于16.6ms,那么就可能会造成性能的卡顿。 为了解决这种性能瓶颈, Vue 和 React 走了不同的道路。 React为了突破性能瓶颈,借鉴了操作系统时间分片的概念,引入了Fiber架构。通俗来说,就是把整个虚拟DOM树微观化,变成链表,然后我们利用浏览器的空闲时间计算Diff。一旦浏览器有需求,我们可以把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。 这种架构虽然没有减少运算量,但是巧妙地利用空闲实现计算,解决了卡顿的问题。你可以看一下我画的图解: ![](https://static001.geekbang.org/resource/image/27/23/27dbe22e81ccc1cec8b35b4ee0a06f23.jpg?wh=2796x1564) 在上图中,左侧是一个树形结构,树形结构的Diff很难中断;右侧是把树形结构改造成了链表,遍历严格地按照子元素->兄弟元素->父元素的逻辑,随时可以中断和恢复Diff 的计算过程。 为了方便你对计算Diff的理解,我们来看下面这张图: ![](https://static001.geekbang.org/resource/image/22/6f/22b7606230e2920584387249a83db36f.jpg?wh=2358x806) 这个图里两个虚线之间是浏览器的一帧,高性能的动画要求是60fps,也就是1秒要渲染60次,每一帧的时间就是16.6毫秒,在这16.6毫秒里,浏览器自己的渲染更新任务执行后,会有一部分的空闲时间,这段时间我们就用来计算Diff。 等到下一帧任务来了,我们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,这样就不会导致卡顿。 Vue 1 的问题在于响应式数据过多,这样会带来内存占用过多的问题。所以 Vue 2 大胆引入虚拟DOM来解决响应式数据过多的问题。 这个解决方案使用虚拟DOM解决了响应式数据过多的内存占用问题,又良好地规避了React中虚拟DOM的问题, 还通过虚拟DOM给 Vue 带来了跨端的能力。看到这个解决方案的时候,我真是一拍大腿,直呼“真牛!”。 **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,它们看起来是两个方向的技术,但被 Vue 2 很好地融合在一起,采用的方式就是组件级别的划分。** 对于 Vue 2 来说,组件之间的变化,可以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。这样就把响应式的监听器,控制在了组件级别,而虚拟DOM的量级,也控制在了组件的大小。 这个方案也体现了 Vue 一直以来坚持的中庸的设计思想。 下图左边就是一个个的组件,组件内部是没有Watcher监听器的,而是通过虚拟DOM来更新,每个组件对应一个监听器,大大减小了监听器的数量。 ![](https://static001.geekbang.org/resource/image/22/51/2237975345b4cf039a6cd733cd5be451.jpg?wh=7731x6528) 除了响应式和虚拟DOM这个维度,Vue和React还有一些理念和路线的不同,在模板的书写上,也走出了template和JSX两个路线。 ![图片](https://static001.geekbang.org/resource/image/66/0f/669188c294d8e306072ef4273ec2630f.png?wh=1920x635) React的世界里只有JSX,最终JSX都会在Compiler那一层,也就是工程化那里编译成JS来执行,所以React最终拥有了全部JS的动态性,这也导致了React 的API一直很少,只有state、hooks、Component几个概念,主要都是JavaScript本身的语法和特性。 而 Vue 的世界默认是template,也就是语法是限定死的,比如v-if 和 v-for等语法。有了这些写法的规矩后,我们可以在上线前做很多优化。Vue 3 很优秀的一个点,就是在虚拟DOM的静态标记上做到了极致,让静态的部分越过虚拟DOM的计算,真正做到了按需更新,很好的提高了性能。 ![](https://static001.geekbang.org/resource/image/64/f9/64e0e2fd877f2d54f4dd97e3dc0b1bf9.png?wh=1334x456) 在模板的书写上,除了 Vue 和 React 走出的template和JSX两个路线,还出现了 Svelte 这种框架,没有虚拟DOM的库,直接把模板编译成原生DOM,几乎没有Runtime,所有的逻辑都在Compiler层优化,算是另外一个极致。 ![图片](https://static001.geekbang.org/resource/image/ba/b9/bae38yye39eyy1609260caf90271cbb9.png?wh=1920x759) ## 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。 浏览器的诞生让我们可以方便地显示文本和图片的内容和样式;JavaScript的出现让网页动了起来;Gmail的发布,宣告前端也可以使用Ajax异步加载技术,来进行复杂网页的开发,前端工程师这个工种也正式出现了。 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。 随着Angular 1的诞生,我们多了一套开发模式,就是数据驱动页面。我们甚至不再需要使用jQuery去寻找DOM,而是只关注数据的来源和修改,这也就是现在我们所处的前端时代。我们所熟悉的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。 相信到这里,你已经大概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。 我已经迫不及待地想聊聊 Vue 3 到底有哪些新特性,并且强烈推荐你来学习。 ## 思考题 在你看来,Vue需不需要React的Fiber呢? 欢迎在留言区分享你的思考,畅所欲言。如果你觉得今天的内容有所帮助,也欢迎你分享给你身边的朋友,邀请他一起学习。