web应用程序(web应用系统开发)

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用一个框架不就等于反复造轮子吗?

本文由原作者授权,InfoQ翻译分享。转载请注明作者、译者信息及出处。

以前流行的是Angular,然后React,现在Vue.js……其他的像Ember,Backbone或者Knockout都快消失了。有些标准,比如Web组件,很少使用。好像每年都会发布一些新的框架,比如Svelte和Aurelia,每个框架在服务器端都有对应的对象(NestJS,NextJS或者Nuxt对应开头那些,Sapper对应Svelte等等。).更不用说非Javascript的Web框架(如Django、Spring、Laravel、Rails等。).甚至还有框架之上的框架(Quasar,SolidJS),为框架生成组件代码的框架(Stencil,Mitosis),NCDP(无代码开发平台)。

这种多样性让开发者和技术选择决策者感到困惑,他们想知道哪种技术值得学习。

网上经常出现一些比较这些框架的文章,好像是为了帮助我们解决这个困惑。但大多数作者通常是有偏见的,因为他们可能“使用了这个框架”,但“只尝试了一些其他框架”。低偏见的作者总会得出“视具体情况而定”的结论(取决于性能、工具、支持、社区等。),这其实是一个非结论性的结论。

即使有些基准测试是基于同一个应用比较不同的框架,也很难得到真实的结果,因为这个基准测试是受被测应用(比如待办应用)限制的。

框架看起来像宗教(或政治):每个框架都假装为开发人员提供解决方案,但每个框架都不一样。它们都声称为应用程序提供了最好的前景,但对于哪一个才是真正名副其实的,存在着无休止的争论。每个框架都要求你遵循特定的规则。它们之间可能有相似之处,但是从一个框架切换到另一个框架总是很困难的。

现在,让我们来看看“无神论”的框架方法:不使用框架。

从哪里讲起?

我有超过25年的专业软件开发经验。此外,本文将基于构建真正的纯JS Web应用程序(前端和后端)的经验。

为什么不使用框架?

其实这个想法挺新的。回到2017年,Django Web framework的联合创始人Adrian Holovaty谈到了他的框架“疲劳”以及他为什么离开Django建立自己的纯JS项目。

有人可能会问,为什么会有人想不用框架开发Web应用呢?为什么不在别人花费了多年时间和精力的成果基础上发展呢?还是因为NIH(不是这里发明的)综合症,大家都想建立一个定制的框架?

开发商并不比一般人更倾向于自找麻烦。事实上,他们可能比任何人都懒:他们只想写更少的代码(这样他们可以犯更少的错误)和自动化(以避免人为错误)...

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但他们也希望敏捷,即能够轻松快速地解决问题。

虽然“快速”似乎是框架所承诺的(为您搭建脚手架,增加可靠性),但它并不是免费的:他们希望您签署一份合同,同意支付“税”费,并将您的代码放入“孤井”(术语“税和孤井”来自Akira Sud,IBM Carbon系统设计团队负责人< https://github . com/Carbon-design-system/Carbon-we b-components # readme & gt;)。

框架税

使用该框架是有成本的:

遵循它们的 API 规则,这样它们就可以向你提供服务。这就是框架的工作方式:你的代码必须遵守某些规则,包括或多或少的样板代码。你每天要想的不是“如何做这件事”,而是“如何让框架做(或不做)这件事”。如果你规避了这些约束,风险就由你自己承担:如果你通过直接调用底层 API 来绕过框架,就不要指望它们能理解你的意图,也不要指望它们的行为能保持一致。所以,框架会让你“专注于业务”是一个虚假的承诺:实际上,框架的事情你也没少操心。如果你想要以下这些东西,就不得不强制进行升级:

1)想要一个新功能(即使不需要所有功能,也要全部升级);

2)想修复一个bug;

3)不想失去框架的支持(随着新版本的发布,你的应用所依赖的版本将被抛弃)。

如果框架出现了bug,但没有明确的计划修复日期,会让你感到非常沮丧(也可能让项目面临风险)。第三方提供的框架库(比如小部件)或者插件也不例外。如果你继续使用旧版本,它们与你的应用程序的兼容性会越来越差。对于框架维护者来说,维护向后兼容已经成为一件非常麻烦的事情。他们发现开发自动升级代码的工具(Angular的ng-update,React的原生升级助手,脸书的jscodesshift等)会更有利可图。).

需要学习如何使用它们(它们能做或不能做什么、它们的概念、API、生态系统、工具),包括了解在新版本中可能发生的变化。如果你选择的是当前最流行的框架,这可能会容易些,但你不可能了解一个框架的方方面面。此外,炒作也从来不会消停:如果你决定在一个新应用程序中使用另一个框架(或者更糟的是,从一个框架迁移到另一个框架),那么你在旧框架上所有的投入都将归零。这就是为什么很多企业项目会缺乏活力,即使每个项目都可能与前一个项目不一样。已故的 David Wheeler 曾经说过:“保持兼容性意味着有意重复别人的错误”。将控制权委托给框架,这是对框架缺陷的妥协:你可能无法做任何你想做的事(或防止框架做你不希望它们做的事情)或者你也许不能获得你想要的性能(因为额外的分层、普适性、更大的代码体积或向后兼容性需求)。技能零散化。很多开发人员要么不太了解底层 API(因为他们总是使用框架提供的东西),要么活在过去(只知道过时的知识,不知道最新的改进和功能)。“工具法则”常常导致过度设计,为简单的问题构建复杂的解决方案,而构建简单解决方案的知识逐渐零散化。在指南的指导下,我们失去了(或者没有获得)好的软件设计(原则、模式)文化,并失去(或者没有获得)构建重要工程的经验。就像 CSS 框架(Bootstrap、Tailwind 等)的用户缺乏 CSS 技能一样,Web 框架的用户也注定缺乏现代 Web API 和软件设计经验。

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一旦你把钱放进相框,就很难再拿出来了。

框架孤井

除了必须支付“税收”费用才能获得框架的好处之外,如果框架不标准化,还会带来另一个问题。

因为它们强迫你遵循框架规则——而每一条规则都是不同的——这意味着你的应用将被绑定到一个专有的生态系统,也就是用专有的API(及其升级过程)锁定你的应用代码。这对您的项目来说是一个高风险的赌注,正如它们所暗示的:

没有可移植性:将代码迁移到另一个框架(或者一个有重大变化的新版本,甚至是不使用框架)将是非常昂贵的,包括可能需要进行重新培训的成本;你的代码与其他框架运行时或你想要使用的其他框架组件库没有互操作性:由于规则不同,大多数框架彼此之间很难实现互操作。

当然,在项目初期,你可以选择最流行的框架。这对于短期项目来说可能是可以接受的,但对于长期项目来说就不是了。

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画框来来去去。从2018年开始,每年会有一到三个新框架替换旧框架。

然而,在标准框架中没有隔离井。在Web平台(即浏览器框架)上,使用标准的Web API可以降低你的投资风险,因为它们可以在大多数浏览器上运行。即使不是所有浏览器都支持,也还是可以用polyfill来补偿。

例如,今天的Web组件是可移植的(可以在几乎所有浏览器中使用)和可互操作的(可以被任何代码使用,包括专有框架),因为它们可以被封装到任意的HTML元素中。它们不仅具有更好的性能,而且它们的运行时(自定义元素、shadow DOM、HTML模板)也作为浏览器的一部分运行,因此它们已经存在(不需要下载)并且是本机的。

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很少有开发人员试图逃离框架的孤立井。

那么框架本质上就是不好的吗?

如果你为实现应用程序逻辑创建了自己的框架,你不能说框架不好:任何应用程序都需要实现自己的业务规则。

如果满足以下条件,则框架是好的:

是应用程序特有的:任何应用程序最终都会设计自己的“业务”框架。成为标准,例如,Web 平台就是一个标准的 Web 框架,而 Web 组件框架(lit、stencil、skatejs 等)最终构建的组件都符合这个标准。添加一些其他解决方案(包括其他框架)所缺少的独特价值。对于这种情况,你几乎没有选择,这些附加价值证明了隐含的锁定成本是合理的。例如,一个特定于操作系统的框架遵循了操作系统的标准,除此之外没有其他方式可以获得能够满足需求的应用程序或扩展。用于构建非关键(短期、低质量预期,并且可以接受“税费”和“孤井”)应用程序。例如,使用 Bootstrap 构建原型、MVP 或内部工具。

去框架化的目标

简单地说,避免使用框架构建应用程序的目标是:

通过避免框架的“一刀切”约束来最大化灵活性。此外,去掉规则的约束,提升应用程序的创造力。大多数使用 Bootstrap 开发的 Web 应用程序都属于此类,因为它们很难摆脱预定义组件和样式,最终将很难从其他角度思考问题。尽量减少对炒作过度的框架的依赖。不被框架锁定,才能够避免可移植性和互操作性方面的问题。只在需要时进行最细粒度的操作(例如,不依赖框架的刷新周期),并减少依赖项,只使用一些必需的轻量级库,以此来最大化性能。

当然,我们的目标不可能是“推倒重来”。让我们看看该怎么办。

框架之外的选择

那么,如何在没有框架的情况下开发一个应用呢?

首先要明确一个反目标:不要把“构建没有框架的应用”和“替换框架”混为一谈。框架是托管任何应用程序的通用技术解决方案,因此它们的目标不是您的应用程序,而是所有应用程序。相反,脱离框架可以让你更专注于你的应用。

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不使用框架开发应用程序并不意味着重新实现框架。

要评估在不使用框架的情况下构建一个应用程序的难度,我们需要理解:它没有构建框架那么难,因为以下不是我们的目标:

构建专有的组件模型(实现特定组件生命周期的容器);构建专有的插件或扩展系统;构建一个奇特的模板语法(JSX、Angular HTML 等);实现通用的优化(变更检测、虚拟 DOM);特定于框架的工具(调试扩展、UI 构建器、版本迁移工具)。

所以,构建一个普通的应用并不是一个“推倒重来”的艰巨任务,因为这个“轮子”主要是关于API/契约、实现、通用引擎以及相关的优化调试能力等。放弃通用目标,专注于应用的目标,意味着你可以摆脱大部分目标,这才是真正的“专注于你的应用”。

那么,我们如何设计和实现一个普通的应用程序呢?因为大多数应用程序都是使用框架构建的,所以如果没有这些熟悉的工具,设计一种方法来实现类似的结果确实很困难。您必须:

改变你的想法:不要使用特定于框架的服务。对于一个普通的应用程序来说,你可能不需要这些服务。不需要变更检测,直接更新 DOM 即可……用其他技术替代方案来执行原先使用框架执行的常见任务(更新 DOM、延迟加载等)。

一些作者,如杰里米·利克内斯(Jeremy Likness)或克里斯·费迪南迪(Chris Ferdinandi)(被称为“JS极客”)也提到过这个话题。然而,根据定义,任何普通的应用程序都可以选择(或不选择)使用这些技术中的一种,这取决于需求。例如,MeetSpace的作者只需要使用标准API。

接下来,我们来看看一些常见的“解决方法”。

标准

API是一个“好框架”,因为它们:

具备可移植性:它们在任何地方都可用,如果不可用,可以通过 polyfill 的方式实现。具备互操作性:它们可以与其他标准交互,并被用在专有代码中。长期存在:由多个行业参与者设计,而不只是一个。它们被设计得很好,一旦发布就会一直存在,使用它们的风险较小。在大多数情况下在浏览器中都是立即可用的,避免了下载过程。在某些情况下,你可能需要下载 polyfill。但是,与专有框架(注定会越来越不流行)不一样的是,它们的可用性会越来越高(逐渐降低下载的必要性)。

在选择编程语言时,我们应该关注标准。经过多年的发展,Javascript现在包括了其他编程语言中出现的特性,比如class关键字和通过JSDoc注释(比如@type)提供的有限类型检查支持。

很多编程语言都可以编译成Javascript:Typescript、Coffeescript、Elm、Kotlin、Scala.js、Haxe、Dart、Rust、Flow等。它们都给你的代码增加了不同的价值(类型检查、额外的抽象、语法糖)。普通应用出现的时候应该用吗?为了回答这个问题,让我们看看它们是否暗示了与框架相同的缺点:

遵循语法:大多数编程语言都强制要求这么做(Coffeescript、Elm、Kotlin 等)。但需要注意的是,它们是 Javascript 的超集(Typescript、Flow),你仍然可以用纯 Javascript 编写你选择的某些部分。如果你使用的是非常旧的编程语言(包括 Javascript)版本,就需要升级,但升级频率比框架低很多。需要学习它们的语法。不过,你可以循序渐进地学习超集编程语言,因为你的代码的某些部分可以继续使用传统 JS。对于非超集编程语言来说,离散化技能确实是一个风险。因为它们的编译具有普适性,可能不是最优的,而你可能没有意识到这一点。也许你可以使用更简单和高效的 JS 代码来完成同样的操作。需要对缺点做出妥协,因为我们无法改变转译成 JS(或者使用 tsconfig.json 做一点定制)或编译成 WebAssembly 的过程。有些语言可能还会忽略 JS 的一些概念。具备可移植性,因为通常代码可以转译到 ES5(但有时你不得不妥协,即使你想要转译到 ES6)。WebAssembly 很新,所有现代浏览器都支持它。提供与其他 JS 代码的互操作性。例如,Typescript 可以被配置为支持 JS。

在普通应用中,我们应该谨慎使用非超集语言,因为它们或多或少都隐含着一些约束。超集语言(Typescript、Flow)通过避免“全有或全无”来最小化这些约束。我们应该把它们用在能带来价值的地方。

需要注意的是,建立在Javascript之上的语言层意味着我们工具链中的另一层复杂性,这可能会因为某些原因导致失败(见下文)。此外,在编译或翻译之后,开发阶段的好处也将消失(类型或可见性约束检查通常不会在运行时强制执行)。

开发库

基于不“重写框架”的假设,会得出普通JS应用不应该使用开发库的结论。这是完全错误的。“重新发明轮子”,即从头重写一切,并不是一个明智的目标。我们的目标是消除框架(而不是开发库)中的隐含约束。请不要把它和“什么都自己写”的教条混为一谈。

所以,如果你自己不会写一些代码(可能是因为没有时间,也可能是因为需要太多的专业知识),用开发库也没什么不好。你只需要关心:

模块化:如果你只需要一小部分功能,就要避免依赖整个大开发库;避免冗余:在没有标准的情况下才使用开发库,并优先选择实现了标准的开发库;避免锁定:不要直接使用开发库的 API,而是把它们包装在应用程序 API 中。

需要注意的是,不要被声称自己不是框架的文档或文章所迷惑(因为它们“没有明确定义”为框架,或者一个“完整的应用”没有定义):只要隐含了约束,它们就是框架。

模式

Holovaty说,仅仅应用模式(不使用框架)来构建软件是不够的。

模式是众所周知的东西,并不特定于某个开发过程。它们是自文档化的,因为有经验的开发人员可以很快识别它们。

以下是几个例子:

模型、视图和控制器模式(MVC);根据配置创建对象的工厂模式;简化反应式编程的观察者模式;用于遍历集合的迭代器模式;用于延迟加载、安全检查的代理模式;用于封装操作(可能基于上下文被触发)的命令模式。

有许多这样的模式:你可以自由地使用它们来满足你的需要。如果一个模式为你的应用程序的一个典型问题提供了一个典型的解决方案,你必须使用它。从广义上讲,任何符合SOLID原则,具有良好内聚性的东西,都有利于应用的灵活性和可维护性。

更新视图

在采访开发人员时,当被问及在构建一个普通的应用程序时,他们主要会担心什么时,大多数人都会回答:实现复杂的模型变化检测和后续的“视图”更新。这是典型的“工具法则”效应。它会让你按照框架去思考,但实际上你的一些简单需求根本不需要使用框架:

“视图”只是 DOM 元素。你当然可以对它们进行抽象(你也应该这样做),但最终它们也只是抽象而已。更新它们只是调用 viewElement.replaceChild(newContent)的问题,不需要更新更大范围的 DOM,也不需要重画或滚动。更新 DOM 的方法有好多种,可以插入文本,也可以操作实际的 DOM 对象,只要选一个适合你的就行了。在普通应用程序中,“检测”什么时候需要更新视图通常是没有必要的。因为在大多数情况下,你只知道在一个事件之后需要更新什么,然后你直接执行这个命令就可以了。当然,在某些情况下,你可能需要通过反转依赖和通知观察者(见下文)来进行一般性的更新。

模板

开发人员不想错过的另一个特性是用动态部分或侦听器编写HTML片段。

首先,DOM API(比如document . createelement(& # 34;按钮& # 34;))没那么难,而且实际上比任何模板语言都强大,因为你完全可以访问这些API。编写长的HTML片段可能会很乏味。如果它们真的很长,可以被分成更细粒度的组件。

然而,将这些元素视为模板确实可以提高可读性。那么如何管理它们呢?这里有几种方法:

现在可以在浏览器中使用 HTML 模板了(实际上从 2017 年就可以了)。它们提供了构建可重用的 HTML