[聊一聊系列]聊一聊前端模板与渲染那些事儿

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侯医生
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    欢迎大家收看聊一聊系列，这一套系列文章，可以帮助前端工程师们了解前端的方方面面（不仅仅是代码）：
    https://segmentfault.com/blog...

    作为现代应用，ajax的大量使用，使得前端工程师们日常的开发少不了拼装模板，渲染模板。我们今天就来聊聊，拼装与渲染模板的那些事儿。

    如果喜欢本文请点击右侧的推荐哦，你的推荐会变为我继续更文的动力。

    1 页面级的渲染

    在刚有web的时候，前端与后端的交互，非常直白，浏览器端发出URL，后端返回一张拼好了的HTML串。浏览器对其进行渲染。html中可能会混有一些php(或者php中混有一些html)。在服务端将数据与模板进行拼装，生成要返回浏览器端的html串。

    这与我们现在做一个普通网页没什么区别。只不过现在，我们更常使用模板技术来解决前后端耦合的问题。

    前端使用模板引擎，在html中写一些标签，与数据与逻辑基本无关。后端在渲染的时候，解析这些标签，生成HTML串，如smarty。其实前端与后端的交互在服务端就已经有一次了。

    模板：

    front.tpl

<div>
    {%$a%}
</div>

后端：

// 设置变量
$smarty->assign('a', 'give data');

// 展示模板
$smarty->display("front.tpl");

到前端时是渲染好的html串：

<div>
    give data
</div>

    这种方式的特点是展示数据快，直接后端拼装好数据与模板，展现到用户面前。

    2 异步的请求与新增模板

    新的时代，由ajax引领。(Asynchronous Javascript And XML)，这种技术的历史，我就不再赘述。ajax的用法也有多种。

    ajax接受各种类型的返回。包括XML/JSON/String等。前端发起ajax请求，后端直接将数据返回。

    但是，读者们有没有想过，ajax回来的数据是干嘛用的呢？相信大部分人使用ajax拿回的数据是用来展示的。前端得把ajax拿回来的数据与模板进行拼装。这就面临了一个问题，当你的模板非常“华丽”的时候(也就是模板代码比较多的时候)。我们在前端写的拼字符串的逻辑，会非常的复杂。

    也有的人图省事，直接就在ajax的返回值中，传输拼装好的html字符串。这样可以直接把ajax拿到的html字符串，填充到页面上。

    下面实例说明一下两种方式：

    2.1 ajax获取字符串直接渲染方式

    如图2.1.1所示：

    index.html

<!DOCTYPE html>
<html>
    <head>
        <meta charset="utf-8" />
    </head>
    <body>
        <h1>下面是待填充区域：</h1>
        <div class="blankPlace"></div>
        <script>
            var xhr = new XMLHttpRequest();
            xhr.onreadystatechange = function () {
                if (xhr.readyState === 4 && xhr.status >= 200 && xhr.status < 300) {
                    document.querySelector('.blankPlace').innerHTML = xhr.responseText;
                }   
            };  
            xhr.open('GET', './a.html');
            xhr.send(null);
        </script>
    </body>
</html>

========================================================================
a.html

<h2>我是模板</h2>
<div>这是请求回来的数据</div>

        
    171834_IGuj_1177792.png
    图2.1.1

    2.2 ajax获取数据，前端进行拼装的方式

    效果如图2.2.1所示：

    <!DOCTYPE html>
<html>
    <head>
        <meta charset="utf-8" />
    </head>
    <body>
        <h1>下面是待填充区域：</h1>
        <div class="blankPlace"></div>
        <script>
            var xhr = new XMLHttpRequest();
            xhr.onreadystatechange = function () {
                if (xhr.readyState === 4 && xhr.status >= 200 && xhr.status < 300) {
                    var res = JSON.parse(xhr.responseText);
                    document.querySelector('.blankPlace').innerHTML = ''
                        +'<h2>'+
                           '我是模板'+
                        '</h2>'+
                        '<div>'+
                           res.data+
                        '</div>';
                }   
            };  
            xhr.open('GET', './b.json');
            xhr.send(null);
        </script>
    </body>
</html>

================================================

b.json

{"data": "这是请求回来的数据"}

    172537_JrgD_1177792.png
    图 2.2.1

    2.3 两种方式的权衡 

    那么，如何权衡两种方式呢？

    笔者单从自己的思维考虑，得出以下结论。如果这种模板的拼装会发生多次。是一个非常频繁的行为，且模板基本一致，只是数据变动的话，最好是一开始采用客户端拼装的方法。因为，同样的模板没有必要被传到客户端好几次。这样，我们可以剩下传输同样模板的流量，请求更快。

    类似于新闻流这种网站比较适合这种方式，如今日头条，如图2.3.1所示：

    173508_Jb0C_1177792.png
    图2.3.1

    173613_MQUA_1177792.png
    图2.3.2

    笔者在DOM上面打了断点后，找到了其拼装模板，确是在客户端所做。

    不过，这种做法也有问题，就是用户同步刷新的时候，需要等页面渲染完，再发一个请求，去请求第一屏的数据，才能开始渲染。这个过程相当于发了两次请求，等待的时候还是有所感知的，如图2.3.3所示。

    174016_s2Du_1177792.png
    图2.3.3

    所以这种方式也是有些不尽人意的地方的。经过查看，网易新闻的web版，今日头条的web版，天天快报的web版均是采用这种方式。

    第二种方式，同步的时候，就将一段渲染好的HTML，直接输出到页面，而在异步的时候，请求的也是这段HTML，直接将请求回的HTML往页面上一塞就完成了。这样就可以达到同步页面的时候，直接输出，用户就不会看到等待中的小菊花了。

    百度首页就采取了这种方式。新闻直出，无需等待如图2.3.4

    174928_0Skn_1177792.png
    图2.3.4

    但是每次请求新闻的时候，也会去请求HTML片段，如图2.3.5所示

    175152_j366_1177792.png
    图2.3.5

    这种方式虽然首屏较快，但是，还是有优化空间的。

    2.4 混合方式

    看过了上述两种方式，聪明的你肯定会想：如果前端的js里写一份模板，后端的html(jsp/asp/smarty)中也写一份模板呢？这样，同步的时候，直接用后端HTML(jsp/asp/smarty)中的模板。异步拉取数据的时候，每次使用js中的模板进行拼装 。同步也能保证首屏的速度，异步也能保证传输量的限制与速度。可是这样，也会面临问题，那就是，你的模板需要维护两份。如果那天产品和你说，我要改一下页面的结构。你不得不改动HTML的时候。js中与jsp/asp/smarty中的模板都需要同样的更改两次。

    2.5 前端的模板引擎

    如果说，后端可以将html的拼装转变为使用引擎的话，前端为什么不可以呢？这里我先给大家写一个非常简单的模板解析函数，效果如图2.5.1

    <!DOCTYPE html>
<html>
    <head>
        <meta charset="utf-8" />
    </head>
    <body>
        <div id="content1"></div>
        <div id="content2"></div>
        <script>
            // 这是我们的模板，怎么样，比直接写html字符串拼装看起来清爽多了吧？抱歉，markdown不能并列吧+号写在前面，所以我就写在了后面
            var template = ''
            +'<div>'+
               '{%=a%}'+
               '{%if (a===1){%}'+
                   '<span>'+
                       'a是1'+
                   '</span>'+
               '{%}%}'+
            '</div>';
            // 能解析输出与if条件语句的函数
            function TEMPLATEparser(template, variables) {
                // 语法替换
                var funcStr = template
                .replace(/\{\%\=(\w+)\%\}/, function (code, variable) {
                    return '"; str += "' + variable + '"; str += "';
                })
                .replace(/\{\%(if.*?)\%\}(.*?)\{\%(\})\%\}/, function (code, judge, content, end) {
                    return '";' + judge + 'str+="' + content + '";' + end + 'str += "';
                });
                // 返回拼装函数
                return new Function(variables, 'var str = ""; str += "' + funcStr + '";return str;');
            }

            // 实验使用模板引擎去解析并传入变量生成模板
            var outHTML = TEMPLATEparser(template, ['a'])(1);
            document.getElementById('content1').innerHTML = outHTML;
            outHTML = TEMPLATEparser(template, ['a'])(2);
            document.getElementById('content2').innerHTML = outHTML;
        </script>
    </body>
</html>

    184530_Qv1G_1177792.png
    图2.5.1

    这样就制作了一个简单的前端模板，有兴趣的读着可以看看我写的smartyMonkey前端模板引擎：

    https://github.com/houyu01/sm...

    2.6 前后端同构

    刚刚说过了前端模板，后端模板，前端与后端都需要模板引擎。比如，我们的在后端的模板是这样写的：

    // 接下来是伪代码
<!DOCTYPE html>
<html>
    <head>
        <meta charset="utf-8" />
    </head>
    <body>
        // 前端需要模板去渲染
        <textarea id="temp">include('./template.html')</textarea>
        <div id="content1">
            // 后端渲染模板
            include('./template.html');
        </div>
        <div id="content2"></div>
        <script>
            // 这是我们的模板，怎么样，比直接写html字符串拼装看起来清爽多了吧？
            var template = document.getElementById('temp').value;
            // 能解析输出与if条件语句的函数
            function TEMPLATEparser(template, variables) {
                // 语法替换
                var funcStr = template
                .replace(/\{\%\=(\w+)\%\}/, function (code, variable) {
                    return '"; str += "' + variable + '"; str += "';
                })
                .replace(/\{\%(if.*?)\%\}(.*?)\{\%(\})\%\}/, function (code, judge, content, end) {
                    return '";' + judge + 'str+="' + content + '";' + end + 'str += "';
                });
                // 返回拼装函数
                return new Function(variables, 'var str = ""; str += "' + funcStr + '";return str;');
            }

            // 实验使用模板引擎去解析并传入变量生成模板
            var outHTML = TEMPLATEparser(template, ['a'])(1);
            document.getElementById('content1').innerHTML = outHTML;
            outHTML = TEMPLATEparser(template, ['a'])(2);
            document.getElementById('content2').innerHTML = outHTML;
        </script>
    </body>
</html>

============================
template.html

<div>
  {%=a%}
  {%if (a===1){%}
      <span>
          a是1
      </span>
  {%}%} 
</div>

    前端解析模板的引擎的语法，与后端j解析模板引擎语法一致。这样就达到了一份HTML前后端一起使用的效果。一改俱改，一板两用。其实这样也不算极致的完美，因为聪明的读者会发现，在页面加载的时候，我们多传了一份模板给到前端，如果用户不触发重新渲染的话，可能我们传到前端的模板就算白传了，造成了浪费。聪明的读者们可以考虑一下，如何把这份也给省下去。

    3 模板的更新

    有的时候，我们需要整片DOM进行更新，比如：

    <div class="我需要被更新" data-att="我需要被更新">
    <span>我需要被更新</span>
    <div class="我需要被更新"></div>
</div>

    这些html中的节点，需要在某次行为之后，一起被更新。那么我们的js可能会变成这样：

    <script>
    // 数据更新
    $.ajax().done(function (data) {
        $('#wrapper').class(data.xxx);
        $('#wrapper').attr('data-attr', data.xxx);
        $('#wrapper span').html(data.xxx);
        $('#wrapper div').class(data.xxx);
    });
</script>

    这样的维护，成本极大，还不如直接把整个html重新刷新一遍。这就遇到了我们的js拼装模板了：

    <script>
    // 模板
    var template = ''
    +'<div class="{%=newclass%}" data-attr="{%=newattr%}">'+
        '<span>{%=newcontent%}</span>'+
        '<div class={%=newinnerclass%}></div>'+
    '</div>';
    

    // 数据更新
    $.ajax().done(function (data) {
        // 每次数据更新，直接把模板全刷一遍
        $('#wrapper')[0].outerHTMl = TEMPLATEparser(template)(data);
    });
</script>

    但是，直接刷HTML的成本太高。这样浏览器不得不整颗html子树全部重新构建一下，这种方法的性能又不如上一种方法好。

    好在react给了我们一种新的思路，它用最少的开销帮我们处理模板的更新，却又不用我们维护更新时繁琐的步骤。有兴趣的读者可以了解一下react-web的diff算法及其应用。

    https://segmentfault.com/a/11...

    4 课后思考

    好了，关于前端常见的模板的拼装与更新，我们就讲到这里，同学们有没有考虑过，自己的项目中，如果有异步请求并渲染的逻辑的时候，采用前端拿数据拼装、前端拿拼装好的模板、混合使用哪种更好呢？

    文中提及到的例子，均在github上可以找到：https://github.com/houyu01/te...

    如果有想一起开发smartyMonkey的同学，请私信我，一起开发力量更大~

    接下来的一篇文章，我将会和读者们一起聊聊前端存储那些事儿，不要走开，请关注我.....
    聊一聊前端存储那些事儿

    htmljavascriptajax架构
    侯医生
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