Vue.js新特性分析與前端框架發(fā)展趨勢研究

王逸嘉 馮彥

1. 上海大學(xué)附屬南通醫(yī)院（南通市第六人民醫(yī)院） 江蘇 南通 226000；2. 江蘇商貿(mào)職業(yè)學(xué)院 江蘇 南通 226000

1 背景

在如今的WEB開發(fā)中，前端在系統(tǒng)中承擔(dān)了更多的工作，頁面中的交互設(shè)計和數(shù)據(jù)處理日趨復(fù)雜。原本的MVC模式的前端框架已經(jīng)不能滿足當(dāng)今開發(fā)人員的開發(fā)需求，相繼出現(xiàn)了MVP、MVVM[1]模式的前端框架來滿足日趨復(fù)雜的View層的開發(fā)需求。其中，采用MVVM的Vue.js[2]開發(fā)框架發(fā)展迅猛，靈活易用和高性能的優(yōu)點使其已經(jīng)成為企業(yè)級前端開發(fā)中不可或缺的重要工具。如今，Vue.js3.0已經(jīng)被廣泛使用，本文在介紹和分析Vue.js最新特性的基礎(chǔ)上探究前端框架發(fā)展方向和趨勢。

2 Vue.js簡介

Vue.js是目前非常流行的MVVM前端框架，可以用于快速搭建用戶界面，它采用數(shù)據(jù)驅(qū)動和組件化的思想設(shè)計，為開發(fā)者提供了獨特的響應(yīng)機制以及靈活的、模塊化的開發(fā)環(huán)境。同時，Vue.js還擁有極為豐富和活躍的生態(tài)環(huán)境[3]，使其在狀態(tài)管理、路由管理、依賴管理、服務(wù)端渲染和前端工程化等方面都具備日益強大的能力。下面總結(jié)目前Vue.js比較突出的優(yōu)點。

2.1 Vue.js優(yōu)點

2.1.1 方便的數(shù)據(jù)響應(yīng)機制。在過去，前端開發(fā)者在數(shù)據(jù)發(fā)生改變時，需要在JavaScript代碼中書寫大量的DOM操作語句，這樣的做法不僅容易出現(xiàn)性能問題也使得開發(fā)中的代碼量急劇上升。Vue.js中的數(shù)據(jù)響應(yīng)機制，當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生變化時，會自動根據(jù)變化的數(shù)據(jù)渲染頁面，使開發(fā)人員能夠?qū)⒆⒁饬性跇I(yè)務(wù)邏輯的開發(fā)中，極大提升了效率。

2.1.2 虛擬DOM的引入。虛擬DOM概念是為了解決現(xiàn)代WEB開發(fā)中對DOM的頻繁操作而產(chǎn)生的性能問題。虛擬DOM機制可以將多次的DOM操作先進行保存，然后一次性對真實的DOM樹進行更新，從而降低了操作DOM的次數(shù)，有效減少了瀏覽器性能的損失。Vue.js中引入了虛擬DOM機制與數(shù)據(jù)響應(yīng)機制配合，提供了高性能的頁面渲染表現(xiàn)。

2.1.3 對HTML模板的支持。HTML是前端開發(fā)者的基礎(chǔ)標(biāo)記語言，在Vue.js中引入HTML模板可以讓開發(fā)者的學(xué)習(xí)成本急劇降低，Vue.js讓HTML模板具備虛擬DOM的能力，使得開發(fā)者已有的WEB應(yīng)用也能快速擁有Vue.js的數(shù)據(jù)響應(yīng)機制。

3 Vue.js新特性分析

目前的前端開發(fā)框架正朝著更快、更輕、更易于維護的方向發(fā)展。因此，Vue.js3.0版本進行了大量優(yōu)化和重構(gòu)，在性能、靈活性、以及模塊化等諸多方面進行了大量改進。以下分析Vue.js3.0版本中比較重要的最新特性，并選擇性與舊版本實現(xiàn)方法進行比較。

3.1 Composition API

Composition API是Vue.js3.0重新設(shè)計的組件API，允許開發(fā)者使用JavaScript原聲的函數(shù)來描述組件中的可用資源，靈活地組合組件邏輯[4-5]。而在當(dāng)前的版本中，Vue.js使用的是Options API進行組件化開發(fā)，在開發(fā)中，開發(fā)者需要在組件中添加可選的屬性進行組件的設(shè)計。Options API存在著一些問題,最為突出的是具有復(fù)雜層級的多個組件的邏輯和重用問題。

3.1.1 mixins的使用問題。開發(fā)者通常會使用mixins直接引入一些資源到組件中，這在開發(fā)中十分常見，這些新引入的資源有可能會導(dǎo)致屬性的命名沖突，也會因為其中自帶的某些行為而擾亂當(dāng)前組件的邏輯。

3.1.2 作用域插槽的使用問題。作用域插槽和mixins都有數(shù)據(jù)來源不明確的問題，而且只能在模板中的組件作用域內(nèi)使用引入的數(shù)據(jù)或資源。

3.1.3 高階組件的使用問題。在使用組件進行開發(fā)時，開發(fā)者會將一些可以復(fù)用的屬性和方法封裝到父級組件當(dāng)中來提高開發(fā)效率。在項目中，多個組件間的關(guān)系會變得十分復(fù)雜，會導(dǎo)致子組件渲染的時候也會加載一些高階組件中不必要的一些資源，導(dǎo)致性能的浪費。

3.2 基于Proxy的響應(yīng)式機制

在Vue.js2.x版本中響應(yīng)機制使用的是基于Object.defineProperty的觀察者模式[6]，其原理是對Vue實例中data屬性下的數(shù)據(jù)使用Object.defineProperty創(chuàng)建對象訪問器：getter和setter，從而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)變化的響應(yīng)機制。但是，這種方式存在非常明顯的缺點。

3.2.1 無法監(jiān)測數(shù)組下標(biāo)發(fā)生的變化。例如開發(fā)者在開發(fā)中直接使用操作數(shù)組下標(biāo)的形式對數(shù)組進行添加元素操作時，系統(tǒng)無法監(jiān)測到數(shù)據(jù)變化，視圖層也不會隨之更新。

3.2.2 只能對對象的屬性進行監(jiān)測。在Vue.js2.x版本中，Vue.js的響應(yīng)式機制只能監(jiān)測對象的屬性變化，而對于復(fù)雜的對象，例如對象的某些屬性也是一個對象，則需要使用遞歸的方法去遍歷對象更深層次的屬性。

代碼中使用基于Object.defineProperty的觀察者模式，當(dāng)修改對象data中某個對象類型屬性的屬性值時，需要在observer方法中進行多次遍歷，直到傳入defineReactive方法中的value參數(shù)不再是一個對象。

在Vue.js3.0版本中，采用了基于Proxy(代理)的觀察者模式。Proxy類似于一種“攔截器”,當(dāng)外部需要訪問目標(biāo)對象時，需要經(jīng)過Proxy進行代理，而在這個過程中，Proxy可以對數(shù)據(jù)的基本操作進行自定義[7]。例如在設(shè)置對象屬性前進行驗證、讀取對象數(shù)據(jù)時進行一些對象的格式化工作以及擴展原有的構(gòu)造函數(shù)。同時，Proxy也解決了以上提到的使用Object.defineProperty這種方式的兩個缺點，Proxy可以實現(xiàn)對整個對象的劫持監(jiān)測，也能夠監(jiān)測到直接操作數(shù)組下標(biāo)進行的數(shù)組更新。

3.3 全局支持Tree-shaking

Tree-shaking原本是JavaScript模塊打包器Rollup.js的重要特性。它能夠在開發(fā)中避免不必要的模塊引入，減少最終打包到生產(chǎn)環(huán)境的代碼包的體積。在Vue.js3.0中全局API將能夠使用Tree-shaking。在Vue.js2.x版本中，無論需求是什么，都需要導(dǎo)入Vue.js的核心模塊。

而在目前公布的的Vue.js3.0預(yù)覽版源代碼中，通過使用Tree-shaking特性可以指定當(dāng)前需要導(dǎo)入的模塊，且打包到生產(chǎn)環(huán)境時，只會打包代碼中聲明導(dǎo)入的模塊。

只有導(dǎo)入的nextTick和observable模塊會被打包到生產(chǎn)環(huán)境，這種特性更利于開發(fā)者開發(fā)出更小更輕的WEB應(yīng)用[8]。

3.4 全面提升可維護性

Vue.js3.0版本全面提高了可維護性，這種提升是從多方面進行的，包括調(diào)試工具的升級、編譯器的重寫以及更加模塊化的包結(jié)構(gòu)等。可維護性的提升對于Vue.js的發(fā)展有非常重要的意義，將會使得讓Vue.js在未來獲得更多前端開發(fā)者的歡迎。以下介紹Vue.js可維護性提升的幾個重要改進：

3.4.1 全面提升的模塊化體驗。在Vue.js3.0代碼中，可以看到大部分模塊進行了重新解耦，使得每個模塊都可以獨立運行，極大降低了各個包之間的耦合程度。解耦后的包被放在框架中的packages文件夾下。這種提升給予了開發(fā)者更大的靈活性和自由度，開發(fā)者可以深入分析源碼，對模塊進行定制和二次開發(fā)。

3.4.2 編譯器重寫。Vue.js2.x版本中，運行時的錯誤提示準(zhǔn)確度和可讀性一直為人詬病。在Vue.js3.0版本中，對編譯器進行了重寫，提高了錯誤提示的準(zhǔn)確度。另外，編譯器重寫后，對于IDE的支持會更加優(yōu)秀，性能也得到了提升。

3.4.3 對TypeScript的支持。由于JavaScript不是強類型語言，在輸入操作時容易輸入錯誤的數(shù)據(jù)，通常開發(fā)人員會使用flow和TypeScript兩種方案，而flow對于開發(fā)人員的水平要求較高，使用較為復(fù)雜，多人協(xié)作和團隊開發(fā)時也會產(chǎn)生一些困難。TypeScript是JavaScript的超集，對于前端人員學(xué)習(xí)成本較低，Vue.js3.0版本目前已經(jīng)支持了TypeScript。

4 前端框架發(fā)展趨勢分析

Vue.js作為目前非常流行的前端框架，其新版本的特性蘊含了前端框架升級趨勢以及前端領(lǐng)域的發(fā)展方向，值得關(guān)注。事實上，Vue.js新版本許多方面的升級，也借鑒了React,js和Angular.js的特性，使得Vue.js的新特性會更加具有代表性[9]。從Vue.js3.0版本的代碼中，作者總結(jié)出前端框架的幾個發(fā)展趨勢：

4.1 更輕量化和更高的性能

根據(jù)以上對于Vue.js的新特性的分析，其中最突出的改進是對于性能表現(xiàn)的提升，Proxy機制和Composition API都為性能的提升做出了貢獻，另外Tree-shaking特性的引入不僅使得打包到生產(chǎn)環(huán)境的源碼包體積減小，同樣也為性能的提升爭取到了更大空間。目前，主流的前端框架大多使用MVVM的開發(fā)模式，而MVVM開發(fā)模式對視圖的頻繁更新容易引起性能問題，所以目前主流的前端框架都把性能的提升作為更新的重點之一。

4.2 統(tǒng)一化和標(biāo)準(zhǔn)化

目前前端主流框架之間并沒有實現(xiàn)很好的合作或兼容，但是它們之間的升級和優(yōu)化的方向上十分相似，在許多問題的處理上也使用了相同的解決方案。如2.x版本的Vue.js的寫法就與React.js十分相似，同時它們也都使用虛擬DOM、響應(yīng)式機制以及組件化開發(fā)方式。從長遠發(fā)展來看，前端的主流框架將會朝著標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一化的方向發(fā)展，開發(fā)者的學(xué)習(xí)成本和開發(fā)效率都會更高。

4.3 前端工程化

如今前端項目的高復(fù)雜度使得前端技術(shù)也獲得了長足發(fā)展，特別是前后端分離的應(yīng)用結(jié)構(gòu)的流行，前端開發(fā)已經(jīng)是一項成熟的軟件工程，隨之配套的開發(fā)、測試、部署工具也日益成熟。在開發(fā)工作中，前端工程化包括了框架選型，開發(fā)流程設(shè)計、代碼規(guī)范制定，項目構(gòu)建和發(fā)布運維等。當(dāng)前主流的前端框架都有著非常豐富的生態(tài)系統(tǒng)，隨著使用的開發(fā)者的增多，大部分框架都已經(jīng)形成了一套穩(wěn)定的、成體系的前端工程化方案，前端工程化的發(fā)展也將會更加的深化。

5 結(jié)束語

Vue.js的新特性在目前前端框架的發(fā)展趨勢中是具有代表性的變化和升級，從這些新特性中很容易發(fā)現(xiàn)前端領(lǐng)域正朝著輕量化和更高性能的方向發(fā)展，同時也更加人性化。Vue.js新特性在項目可維護性上做出的努力以及賦予開發(fā)者更多的靈活性和自由度都體現(xiàn)了前端框架對于開發(fā)者更多的關(guān)注。

目前來著，前端框架之間各自的發(fā)展方向日益趨同，如果在未來可以實現(xiàn)更多合作甚至遵循統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進行開發(fā)，前端的開發(fā)效率將會實現(xiàn)飛躍。