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Svelte 初探

Svelte(发音:[svelt])是一个类似于 ReactVue 的前端框架,作者是 Rich Harris,同时也是 Rollup 的作者。

一、编译器而非框架(无运行时)

Svelte 是框架是不合适的,它其实是一个编译器,而不是像 ReactVue 这样的依赖项。

我们知道 ReactVue 这类框架,都是基于运行时 (runtime)的框架,应用都必须引入框架本身 —— 也就是运行时代码,这些运行时代码被用于构建虚拟 DOM、处理 diff 算法等等。并且,这些工作都是在浏览器中完成的,当用户在页面上进行各种操作改变组件的状态时,框架的 runtime 会根据新的组件状态(state)计算(diff)出哪些 DOM 节点需要被更新,从而更新视图。

Svelte 不同,它会将我们所写的 Svelte 组件(Svelte 也是组件化的思想)编译成与 DOM 直接交互的原生 JavaScript 代码,这是在构建过程中完成的,代码在运行时不需要再多加一个中间层,也就是说不需要额外引入一个所谓的框架运行时。所以说 Svelte 是编译器而非框架

当然,也并不是说 Svelte 完全就没有运行时代码,它在编译后也是有内置的运行时代码的,它们是一些辅助函数,只是量非常少,未压缩时大约有 200 行。

因为没有运行时,所以使用 Svelte 开发的组件编译后不需要额外的依赖,可以单独使用,在 ReactVue 项目中可以非常方便地直接引入使用。

二、如何做到高性能

ReactVue 这类框架都采用了虚拟 DOM,我们知道 Virtual DOM 在很多场景下会提高应用性能,那没有 Virtual DOMSvelte 是如何做到高性能的呢?

1、模板语法 Templates

Svelte 使用的是模板语法,将模板编译为相对较低级别的指令以呈现内容。相比于 JSX 的灵活,模板语法更加严格和具有语义性(静态),可以在编译的过程中给出更多空间进行优化操作。

当然,JSX 具有 JavaScript 的完整表达能力,可以用来构建任意复杂的逻辑(组件)。

比如下面的模板代码:

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(图片来自网络)

我们可以非常容易地知道:

  • 哪些 p 标签是不会变化的
  • divid 是不会变化的
  • 哪些标签里的内容是不会变化的
  • 唯一可变的就是那个 message 变量

在编译时,Svelte 会将模板编译为命令式(imperative)的原生 DOM 操作,比如下面这段模板:

<a>{{ msg }}</a>
复制代码

会被编译成与 DOM 直接交互的原生 JavaScript 代码:

function renderMainFragment(root, component, target) {
  var a = document.createElement("a");

  var text = document.createTextNode(root.msg);
  a.appendChild(text);

  target.appendChild(a);

  return {
    update: function (changed, root) {
      text.data = root.msg;
    },

    teardown: function (detach) {
      if (detach) a.parentNode.removeChild(a);
    },
  };
}
复制代码

相比于基于虚拟 DOMJSX,这样的输出不需要相应的维护虚拟 DOMdiff 操作的代码,代码体积大大减少,内存占用也少了很多,性能上的表现也是非常好的。

代码示例摘自:《如何看待 svelte 这个前端框架?》—— 尤雨溪的回答:www.zhihu.com/question/53…

2、虚拟 DOM 并不是什么时候都快

虚拟 DOM 的优势在于 Reactdiff 算法和批处理策略。React 在页面更新之前,把所有的 DOM 操作搜集起来,一次性提交给真实的 DOM,而无需在每次更改内容时都重新构建整个 DOM,这样就可以尽量减少对真实 DOM 的调用。

实际上,我们在直接操作 DOM 时,这个计算过程也是可以自己判断和实现的(重绘和重排的优化),但是一定会耗费非常多的精力和时间,而且往往我们自己做的是不如 React 好的。所以,在这个过程中 React 帮助我们"提升了性能"。

虚拟 DOM 并不是没有缺点的。使用虚拟 DOM 时,首次渲染 DOM 时候由于多了一层虚拟 DOM 计算,所以可能比 HTML 渲染慢。另外,如果组件的数据发生变化,React 将重新渲染该组件及其所有子组件,哪怕子组件不需要重新渲染。这就是为什么 React 会有 shouldComponentUpdateuseMemoReact.PureComponentuseCallback 一类的 API

注意,这里提到的重新渲染(Re-render)并不是说原生 DOM 被重新渲染了,而是指自定义的类组件的 render 方法或者组件函数被重新执行。组件被重新渲染是因为虚拟 DOM 是建立在 diff 算法上的,而如果要有 diff,就一定要将组件重新渲染,生成一棵新的虚拟 DOM 树(React 会在内存中维护两棵虚拟 DOM 树),这样才能知道组件的新状态和旧状态相比有没有发生改变,进而计算出哪些 DOM 节点需要被更新。

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(图片来源:https://www.youtube.com/watch?v=AdNJ3fydeao)

React 对于这个问题的解决方案不是专注于使虚拟 DOM 本身变得更快,而是使感知性能更好,因此它引入了运行时调度并发模式时间分片等机制,这是一个运行时解决方案,这些工作都需要大量的运行时间,在加载 React 的时候也需要加载这些处理复杂的运行时调度工作所需的所有代码。

如果你想了解 React 的这些机制,可以阅读下面的文章:

那 Svelte 的更新渲染流程是怎样的呢?

Svelte 使用位掩码(bitMask的技术来跟踪哪些数据是的 —— 即自组件最后一次更新以来,哪些数据发生了哪些更改。举个例子,假设有 ABCD 四个值,那么二进制 0000 0001 表示第一个值 A 发生了改变,0000 0010 表示第二个值 B 发生了改变,以此类推。这种表示方法可以最大程度利用空间,比如十进制数字 3 (转变为二进制 0000 0011)就可以表示 AB 两个数据是脏数据,其余数据都是干净的。

image.png

但是,JavaScript 中的二进制有 31 位限制(32位,减去 1 位用来存放正负符号),如果采用二进制位存储的方法,那么一个 Svelte 组件中最多只能存放 31 个数据。所以,Svelte 采用数组(在 Svelte 中这个数组被叫作 component.?.dirty)来存放,数组中一项是二进制 31 位的比特位。假如超出 31 个数据了,超出的部分放到数组中的下一项。

image.png

所以,设置脏数据,就是把 component.?.dirty 数组二进制对应的比特位设置为 1。这个时候,Svelte 其实就已经保存好了数据与真实 DOM 节点之间的对应关系Svelte 会走入不同的 if 体内直接更新对应的 DOM 节点,而不需要复杂虚拟 DOMdiff 算出需要更新哪些 DOM 节点。并且,在 Svelte 编译时,就已经分析好了数据与真实 DOM 节点之间的对应关系,在数据发生改变时,可以非常高效地调用更新 DOM 的方法来更新节点。

三、构建产物体积非常小

得益于无运行时的特性,并且对于特定功能,在编译时,如果一个功能没用到,对应的代码就根本不会被编译到结果里,所以,Svelte 应用的最终代码打包体积非常小。

image.png

对比结果来源:www.freecodecamp.org/news/a-real…

四、真正的响应式编程

响应式编程,是指不直接进行目标操作,而是通过代理的方式达到目标操作的目的。举个例子:

let a = 3;
let b = a * 10;
console.log(b); // 30
a = 4;
// b = a * 10
console.log(b); // 30
复制代码

这里的变量 b 并不会自动随着变量 a 的变化而变化,每次都需要再执行一遍 b = a * 10b 的值才会发生改变。所以这个代码示例不是响应式的。

React 中,当数据发生改变时,我们需要调用 this.setState() 或者 useState() 来告诉 React 数据已更改,需要更新虚拟 DOM 了。所以,React 并不是响应式的。

Svelte 中的响应式非常自然且强大。在 Svelte 中,以 $: 开头的语句就是响应式语句,Svelte 会自动分析响应式语句所依赖的变量,当依赖变量发生变化时,Svelte 就会重新执行相应的响应式语句。看个例子:

<script>
  let count = 0;
  $: doubled = count * 2;

  function handleClick() {
    count += 1;
  }

  $: if (count >= 10) {
    console.log(`count is dangerously high!`);
    count = 9;
  }
</script>

<button on:click="{handleClick}">
  Clicked {count} {count === 1 ? 'time' : 'times'}
</button>

<p>{count} doubled is {doubled}</p>
复制代码

Svelte 看到任何带有 $: 前缀的语句时,它就知道要将右边的变量赋值给左边的变量,而不需要使用 let 将一个变量的值绑定到另一个变量;并且 Svelte 可以以响应式的方式运行任何语句,如上面的例子,在 count 变化时,也可以用通过响应式的 if 语句来记录并响应它的改变。

image

但是要注意Svelte 的响应是基于赋值操作的,数组的 pushsplice 等操作不会触发响应式更新。例如:

<script>
  let numbers = [1, 2, 3, 4];
  function addNumber() {
    numbers.push(numbers.length + 1);
  }
  $: sum = numbers.reduce((t, n) => t + n, 0);
</script>

<p>{numbers.join(' + ')} = {sum}</p>
<button on:click="{addNumber}">Add a number</button>
复制代码

点击按钮时不会触发更新。需要将 push 操作改成赋值操作:

...
numbers = [...numbers, numbers.length + 1];
...
复制代码

五、自动订阅的 Store

Svelte 内置了一套状态管理功能,响应式的 store 在组件之间共享状态非常方便。使用的时候,store 放在单独的 JS 文件里,只需用 writable 封装一个值就可以创建了。

看个例子:

store.js:

import { writable } from "svelte/store";

export const count = writable(0);
复制代码

App.svelte:

<script>
  import { count } from "./stores.js";
  import Incrementer from "./Incrementer.svelte";
  import Decrementer from "./Decrementer.svelte";
</script>

<h1>The count is {$count}</h1>

<Incrementer />
<Decrementer />
复制代码

Incrementer.svelte:

<script>
  import { count } from "./stores.js";

  function decrement() {
    count.update((n) => n - 1);
  }
</script>

<button on:click="{decrement}">-</button>
复制代码

Decrementer.svelte:

<script>
  import { count } from "./stores.js";

  function increment() {
    count.update((n) => n + 1);
  }
</script>

<button on:click="{increment}">+</button>
复制代码

相比于 reduxSveltestore 功能用起来非常简洁。

六、支持 TypeScript

Svelte3 开始支持 TypeScriptsvelte.dev/blog/svelte…

七、Scoped style

和组件相关的样式代码会放在 style 标签里,这里的 CSS 是局部生效的(scope),不会影响到其它组件。

八、语法简洁

Svelte 的语法相当简洁,官方的 REPLRead Eval Print Loop:交互式解释器)非常好用。

通过官方提供的教程,可以快速学习 Svelte 的语法:svelte.dev/tutorial/ba…

九、劣势

1、路由

目前官方的路由工具 Sapper 还并不完善,处于早期开发阶段,且一些 API 在未来 1.0 正式版中可能会发生一些变化。对于正式的交付项目来说,这是一个不小的隐患。

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也有一些第三方的路由工具可以选择,目前相对完善一些的有:

2、UI 组件库

目前还没有一个比较成熟的 UI 组件库,这导致在需求复杂并且有交付压力的场景下,Svelte 并不是一个很好的选择。

下面是目前来看,相对成熟一些的 UI 组件库:

3、只有 Svelte 组件才支持 Svelte 的静态模板特性

JS 中使用响应式的特性会报错:

function increment() {
  $count += 1; // error
}
复制代码

4、props 是可变的,并且无法验证类型

当然这也是故意这样设计的,这样 props 也是可以响应式的。

<script>
  export let answer;
</script>

<p>The answer is {answer}</p>
复制代码

5、重复代码的问题

ReactVue 自带的运行时代码虽然会增加首屏加载文件 bundle.js 的体积,但是当项目变得越来越大的时候,框架的运行时代码在 bundle.js 中的占比会越来越小。而一旦 Svelte 组件(模板代码)变多,生成的一些 "运行时" 代码也会越多,最终实际生产项目的体积有可能会超过 ReactVue 的运行时代码,这也是一个潜在的问题。

6、没有构建工具

暂时没有类似于 create-react-app 的构建工具。

7、在大型项目中的性能表现有待验证

因为是新兴前端框架,没有多少企业在一些大型项目中投入使用,最终的 Svelte 性能表现还有待验证。

十、参考文章

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前端
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