UI framework за 5 минут

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!

