Некоторое время назад я задумался, почему так много UI frameworks для web? Я довольно давно в IT и не помню чтоб UI библиотеки на других платформах рождались и умирали с такой же скоростью как в WEB. Библиотеки для настольных OS, такие как: MFC, Qt, WPF, и т.д. — были монстрами, которые развивались годами и не имели большого количества альтернатив. В Web все не так — frameworks выходят чуть ли не каждую неделю, лидеры меняются — почему так происходит?
Думаю главная причина в том — что резко снизилась сложность написания UI библиотек. Да, для того чтобы написать библиотеку которой многие будут пользоваться — по прежнему требуется значительное время и экспертиза, но чтобы написать прототип — который будучи обернутый в удобный API — будет готов к использованию — требуется совсем немного времени. Если интересно как это можно сделать — читайте дальше.
Зачем эта статья?
В свое время на Хабре была серия статей — написать Х за 30 строк кода на js.
Я подумал — а можно ли написать реакт за 30 строк? Да за 30 строк у меня не получилось, но финальный результат вполне соразмерен с этой цифрой.
Вообще, цель статьи чисто образовательная. Она может помочь немного глубже понять принцип работы UI framework на основе виртуального дома. В этой статье я хочу показать как довольно просто сделать еще один UI Framework на основе виртуального дома.
В начале хочу сказать что я понимаю под UI framework — потому как у многих разное мнения на этот счет. Например некоторые считаю, что Angular и Ember это UI framework а React — это всего лишь библиотека которая позволят легче работать с view частью приложении
Определим UI framework так — это библиотека которая помогает создавать/обновлять/удалять страницы либо отдельные элементы страницы в этом смысле довольно широкий спектр обертка над DOM API может оказаться UI framework, вопрос лишь в вариантах абстракции (API) которые предоставляет эта библиотека для манипуляции с DOM и в эффективности этих манипуляций
В предложенной формулировке — React вполне является UI framework.
Что ж, давайте посмотрим как написать свой React c блэкджеком и прочим. Известно что React использует концепцию виртуального дома. В упрощенном виде она заключается в том что узлы (node) реального DOM строятся в четком соответствии с узлами предварительно построенного дерева виртуального DOM. Прямая манипуляция с реальным DOM не приветствуется, в случае если необходимо внести изменения в реальным DOM, изменения вносятся в виртуальный DOM, потом новая версия виртуальный DOM сравнивается со старой, собираются изменения которые необходимо применить к реальному DOM и они применяются таким образом минимизируется взаимодействие с реальным DOM — что делает работу приложения более оптимальной.
Поскольку дерево виртуального дома это обычный java-script объект — им довольно легко манипулировать — изменять/сравнивать его узлы, под словом легко тут я понимаю что код сборки виртуальных но довольно простой и может быть частично сгенерирован препроцессором из декларативного языка более высокого уровня JSX.
Начнем с JSX
так выглядит пример JSX кода
const Component = () => (
<div className="main">
<input />
<button onClick={() => console.log('yo')}> Submit </button>
</div>
)
export default Component
нам нужно сделать так чтобы при вызове функции Component
создавался такой виртуальный DOM
const vdom = {
type: 'div',
props: { className: 'main' },
children: [
{ type: 'input' },
{
type: 'button',
props: { onClick: () => console.log('yo') },
children: ['Submit']
}
]
}
Конечно мы не будем писать это преобразование вручную, воспользуемся этим плагином, плагин устарел, но он достаточно прост, чтобы помочь нам понять как все работает. Он использует jsx-transform, который преобразует JSX примерно так:
jsx.fromString('<h1>Hello World</h1>', {
factory: 'h'
});
// => 'h("h1", null, ["Hello World"])'
так, все что нам нужно — реализовать конструктор vdom узлов h
— функцию которая будет рекурсивно создавать узлы виртуального DOM в случае реакт этим занимается функция React.createElement. Ниже примитивная реализация такой функции
export function h(type, props, ...stack) {
const children = (stack || []).reduce(addChild, [])
props = props || {}
return typeof type === "string" ? { type, props, children } : type(props, children)
}
function addChild(acc, node) {
if (Array.isArray(node)) {
acc = node.reduce(addChild, acc)
} else if (null == node || true === node || false === node) {
} else {
acc.push(typeof node === "number" ? node + "" : node)
}
return acc
}
конечно рекурсия здесь немного усложняет код, но надеюсь он понятен, теперь с помощью этой функции мы можем собрать vdom
'h("h1", null, ["Hello World"])' => { type: 'h1', props:null, children:['Hello World']}
и так для узлов любой вложенности
Отлично теперь наша функция Component — возвращает узел vdom.
Теперь будет сложная
часть, нам нужно написать функцию patch
которая берет на вход корневой DOM элемент приложения, старый vdom, новый vdom — и осуществляет обновление узлов реального DOM в соответствии с новым vdom.
Возможно можно написать этот код проще, но получилось так я взял за основу код из пакета picodom
export function patch(parent, oldNode, newNode) {
return patchElement(parent, parent.children[0], oldNode, newNode)
}
function patchElement(parent, element, oldNode, node, isSVG, nextSibling) {
if (oldNode == null) {
element = parent.insertBefore(createElement(node, isSVG), element)
} else if (node.type != oldNode.type) {
const oldElement = element
element = parent.insertBefore(createElement(node, isSVG), oldElement)
removeElement(parent, oldElement, oldNode)
} else {
updateElement(element, oldNode.props, node.props)
isSVG = isSVG || node.type === "svg"
let childNodes = []
; (element.childNodes || []).forEach(element => childNodes.push(element))
let oldNodeIdex = 0
if (node.children && node.children.length > 0) {
for (var i = 0; i < node.children.length; i++) {
if (oldNode.children && oldNodeIdex <= oldNode.children.length &&
(node.children[i].type && node.children[i].type === oldNode.children[oldNodeIdex].type ||
(!node.children[i].type && node.children[i] === oldNode.children[oldNodeIdex]))
) {
patchElement(element, childNodes[oldNodeIdex], oldNode.children[oldNodeIdex], node.children[i], isSVG)
oldNodeIdex++
} else {
let newChild = element.insertBefore(
createElement(node.children[i], isSVG),
childNodes[oldNodeIdex]
)
patchElement(element, newChild, {}, node.children[i], isSVG)
}
}
}
for (var i = oldNodeIdex; i < childNodes.length; i++) {
removeElement(element, childNodes[i], oldNode.children ? oldNode.children[i] || {} : {})
}
}
return element
}
Эта наивная реализация, она ужасно не оптимальна, не принимает во внимание идентификаторы элементов (key, id) — чтобы корректно обновлять нужные элементы в списках, но в примитивных случаях она работает норм.
Реализацию функций createElement updateElement removeElement
я тут не привожу она приметивна, кого заинтересует можно посмотреть исходники тут.
Там есть единственный нюанс — когда обновляются свойства value
для input
элементов то сравнение нужно делать не со старой vnodе а с атрибутом value
в реальном доме — это предотвратит обновление этого свойства у активного элемента (поскольку оно там уже и так обновлено) и предотвратит проблемы с курсором и выделением.
Ну вот и все теперь нам осталось только собрать эти кусочки вместе и написать UI Framework
Уложимся в 5 строк.
- Как в React чтобы собрать приложение нам нужно 3 параметра
export function app(selector, view, initProps) {
selector — корневой селектор dom в который будет смонтировано приложение (по умолчанию 'body')
view — функция которая конструирует корневой vnode
initProps — начальные свойства приложения - Берем корневой элемент в DOM
const rootElement = document.querySelector(selector || 'body')
- Собираем vdom c начальными свойствами
let node = view(initProps)
- Монтируем полученный vdom в DOM в качестве старой vdom берем null
patch(rootElement, null, node)
- Возвращаем функцию обновления приложения с новыми свойствами
return props => patch(rootElement, node, (node = view(props)))
Framework готов!
‘Hello world’ на этом Framework будет выглядеть таким образом:
import { h, app } from "../src/index"
function view(state) {
return (
<div>
<h2>{`Hello ${state}`}</h2>
<input value={state} oninput={e => render(e.target.value)} />
</div>
)
}
const render = app('body', view, 'world')
Эта библиотека так же как React поддерживает композицию компонент, добавление, удаление компонент в момент исполнения, так что ее можно считать полноценным
UI Framework. Чуть более сложный пример использования можно посмотреть тут ToDo example.
Конечно в этой библиотеке много чего нет: событий жизненного цикла (хотя их не трудно прикрутить, мы же сами управляем созданием/обновлением/удалением узлов), отдельного обновления дочерних узлов по типу this.setState (для этого нужно сохранять ссылки на DOM элементы для каждого узла vdom — это немного усложнит логику), код patchElement ужасно неоптимальный, будет плохо работать на большом количестве элементов, не отслеживает элементы с идентификатором и т.д.
В любом случае, библиотека разрабатывалась в образовательных целях — не используйте ее в продакшене :)
PS: на эту статья меня вдохновила великолепная библиотека Hyperapp, часть кода взята оттуда.
Удачного кодинга!
Комментарии (22)
skoder
02.07.2018 07:28+2Вы написали не фреймворк, а лишь view компонент, на идее реакта jsx -> vdom -> dom
mangelov Автор
02.07.2018 07:58я же определил в статье что понимаю под понятием фреймворк, так что эта библиотека вполне укладывается в это определение
разумеется фреймворк можно определить иначе, тогда комментарий будет иметь смыслAxisPod
02.07.2018 09:22+1То что вы определили своё понятие термина framework ещё не говорит о том, что это истина. Всё же есть официальное определение термина, это не парадигма, чтобы трактовать как-то иначе. Если я курицу назову орлом, орлом от этого она не станет. У вас именно библиотека, фреймворк задаёт архитектуру приложения и это главная отличительная черта от библиотеки. У вас архитектура никак не задана. Архитектура поразумевает не только отображение данных.
AstarothAst
02.07.2018 09:39фреймворк задаёт архитектуру приложения и это главная отличительная черта от библиотеки.
Мне больше нравиться такое определение: «В случае библиотеки — код вызывает библиотеку. В случае фреймворка — фреймворк вызывает код».AxisPod
02.07.2018 09:43В случае фреймворка — фреймворк вызывает код
Хм, странно звучит. Фреймворк ведь надо для начала проинициализировать так или иначе. Так что так или иначе изначально будет вызван код фреймворка из пользовательского кода.AstarothAst
02.07.2018 09:51Поинт в том, что в случае фрейма обычное дело, когда твой код вызывается фреймом, и никуда ты от этого не денешься. В случае библиотеки такого просто не происходит, хочешь вызываешь, не хочешь — не вызываешь.
Focushift
02.07.2018 09:46Т.е. если либа просто дергает твой код и что-то вставляет в страницу, то это уже фреймворк?
И для такого «фреймворка» нужна еще куча костылей чтобы написать работающее приложение.AstarothAst
02.07.2018 09:53Это как «либа просто дергает твой код»? Откуда она узнала, что нужно что-то дернуть? Наверное ты сначала отдал этой либе лямбду, которую она и дернула, правильно? Не отдал бы — не дернула. В случае фреймворка вполне нормальна ситуация, что ты обязан предоставить такие лямбды, иначе он просто не заработает. Это, в общем-то, и есть то, что называют «фреймворк определяет архитектуру».
Focushift
02.07.2018 09:59Еще раз, этот фреймворк умеет делать только эти 2 вещи, но приложение на нем не напишешь, почему вы продолжаете называть «это» фреймворком?
Только из-за одного свойства?
Тогда что такое .Net Framework? Супер фреймворк? Потому что он умеет не только вызывать ваш код?AstarothAst
02.07.2018 10:22Какой «этот» фреймворк? Вы о чем уже? Я перестаю вас понимать.
Все, что я сказал — уточнил различие между библиотекой и фреймворком. Абстрактной библиотекой и абстрактным фреймворком. Отличие, наверняка, не единственное, но одно из, как мне кажется, важных. Если вы с этим не согласны, то ок, я не настаиваю. Было бы, конечно, любопытно услышать ваше мнение по поводу того, в чем фундаментальное отличие библиотеки от фреймворка, но если нет, то нет.Focushift
02.07.2018 11:42Под «это» я подразумеваю пример в статье и Реакт.
Тогда по вашей логике, если взять jQuery, научить запускать указанный код при вставке куска HTML в страницу, то можно смело объявить это фреймворком?
Условие выполняется, библиотека запускает ваш код, можно объявлять фреймворком?AstarothAst
02.07.2018 12:42Тогда по вашей логике, если взять jQuery, научить запускать указанный код при вставке куска HTML в страницу, то можно смело объявить это фреймворком?
Зачем вы пытаетесь приписать мне какую-то ерунду? Давайте сойдемся на том, что вы правы, я — нет, ок?Focushift
02.07.2018 13:08Я просто хочу понять логику, почему люди начинают называть что-то чем-то, если оно таким не является.
Или тогда уже надо исправить формулировку, что фреймворк предоставляет Широкий функционал, тогда уже это будет правильно.AstarothAst
02.07.2018 13:12Тогда, наверное, вы ошиблись веткой, поскольку я ничего ничем не называл. Dixi.
Focushift
02.07.2018 09:36+1 думающий что манипуляция с элементами страницы, без набора хелперов и компонентов, это уже фреймворк(Реакт туда же).
justboris
02.07.2018 10:09+2В Web все не так — frameworks выходят чуть ли не каждую неделю, лидеры меняются — почему так происходит?
Этот абзац вы еще в 2015 году писать начали? За последние два года никаких новых лидеров у нас не появилось.
А вообще статья полезная, объясняет, что делают фреймворки под капотом, что никакой магии в них нет.
JCHouse
02.07.2018 11:36Быстро устаревает это как? Потому что ангулар вышел в 2010, реакт не помню точно, но вроде в 2013, как бы в мире где еще в 2001 все верстали под IE6 это очень много времени.
Druu
03.07.2018 09:37-1Думаю главная причина в том — что резко снизилась сложность написания UI библиотек.
Да нет, просто в контексте веба под "гуи фреймворком" понимают тоненький рендер слой, а в контексте десктопа — полноценную библиотеку компонент с архитектурной обвязкой. Фактически, единственный продукт, который хоть с натяжкой тянет на полноценный гуи-фреймворк — это ExtJs. Все остальное — ну, наколеночные поделки по меркам десктопа. Конечно же, лепить наколеночные поделки можно легко и быстро.
denis-isaev
Заглавная картинка и содержание напомнили об этом :)