前端程序猿必知：单页面应用的核心

这几年里。单页面应用的框架令人应接不暇，各种新的概念也层出不穷。从过去的 jQuery Mobie、Backbone 到今天的 Angular 2、React、Vue 2，除了版本不同，他们还有非常多的同样之处。

刚開始写商业代码的时候，我使用的是 jQuery。使用 jQuery 来实现功能非常easy，找到一个对应的 jQuery 插件，再编写对应的功能就可以。

对于单页面应用亦是如此，寻找一个相辅助的插件就能够了，如 jQuery Mobile。

虽然在今天看来。jQuery Mobile 已经不适合于今天的多数场景了。这个主要原因是，当时的用户对于移动 Web 应用的理解和今天是不同的。他们认为移动 Web 应用就是针对移动设备而订制的。移动设备的 UI、更快的载入速度等等。

而在今天，多数的移动 Web 应用，差点儿都是单页面应用了。

过去。即使我们想创建一个单页面应用，可能也没有一个合适的方案。而在今天，可选择的方案就多了（PS：參见《第四章：学习前端仅仅须要三个月【框架篇】》）。每一个人在不同类型的项目上，也会有不同的方案，没有一个框架能解决全部的问题

• 对于工作来说。我更希望的是一个完整的解决方式。
• 对于编程体验来说，我喜欢一点点的去创造一些轮子。

当我们会用的框架越多的时候， 所花费的时间抉择也就越多。而单页面应用的都有一些同样的元素。对于这些基本元素的理解，能够让我们更快的适合其它框架。

单页面应用的演进

我接触到单页面应用的时候，它看起来就像是将全部的内容放在一个页面上么。仅仅须要在一个 HTML 写好所须要的各个模板，并在不同的页面上 data-role 表明这是个页面（基于 jQuery Mobile）——每一个定义的页面都和今天的移动应用的模式类似，有 header、content、footer 三件套。

再用 id 来定义好对应的路由。

<div data-role="page" id="foo"> 
...
</div>

这样我们就在一个 HTML 里返回了全部的页面了。

随后，仅仅须要在在入口处的 href 里，写好对应的 ID 就可以。

<a href="#foo">跳转到foo</a>

当我们点击对应的链接时，就会切换到 HTML 中对应的 ID。这种简单的单页面应用基本上就是一个离线应用了。仅仅适合于简单的场景，但是它带有单页面应用的基本特性。而复杂的应用。则须要从server获取数据。然而早期受限于移动浏览器性能的影响，仅仅能从server获取对应的 HTML。并替换当前的页面。

在这种应用中。我们能够看到单页面应用的基本元素： 页面路由，通过某种方式。如 URL hash 来说明表明当前所在的页面。并拥有从一个页面跳转到另外一个页面的入口。

当移动设备的性能越来越好时，开发人员们開始在浏览器里渲染页面：

• 使用 jQuery 来做页面交互
• 使用 jQuery Ajax 来从服务端获取数据
• 使用 Backbone 来负责路由及 Model
• 使用 Mustache 作为模板引擎来渲染页面
• 使用 Require.js 来管理不同的模板
• 使用 LocalStorage 来存储用户的数据

通过结合这一系列的工具，我们最终能够实现一个复杂的单页面应用。而这些。也就是今天我们看到的单页面应用的基本元素。我们能够在 Angular 应用、React 应用、Vue.js 应用 看到这些基本要素的影子。如：Vue Router、React Router、Angular 2 RouterModule 都是负责路由（页面跳转及模块关系）的。在 Vue 和 React 里。它们都是由辅助模块来实现的。由于 React 仅仅是层 UI 层。而 Vue.js 也是用于构建用户界面的框架。

路由：页面跳转与模块关系

要说起路由。那但是有非常长的故事。

当我们在浏览器上输入网址的时候。我们就已经開始了各种路由的旅途了。

1. 浏览器会检查有没有对应的域名缓存，没有的话就会一层层的去向 DNSserver 寻向，最后返回对应的server的 IP 地址。

2. 接着，我们请求的站点将会将由对应 IP 的 HTTP server处理。HTTP server会依据请求来交给对应的应用容器来处理。

3. 随后。我们的应用将依据用户请求的路径，将请求交给对应的函数来处理。最后，返回对应的 HTML 和资源文化

当我们做后台应用的时候。我们仅仅须要关心上述过程中的最后一步。即，将对应的路由交给对应的函数来处理。

这一点。在不同的后台框架的表现形式都是类似的。

如 Python 语言里的 Web 开发框架 Django 的 URLConf，使用正规表达式来表正

url(r‘^articles/2003/$‘, views.special_case_2003),

而在 Laravel 里，则是通过參数的形式来呈现

Route::get(‘posts/{post}/comments/{comment}‘, function ($postId, $commentId) {
    //
});

虽然表现形式有一些差别，但是整体来说也是差点儿相同的。

而对于前端应用来说，也是如此，将对应的 URL 的逻辑交由对应的函数来处理。

React Router 使用了类似形式来处理路由。代码例如以下所看到的：

 <Route path="blog" component={BlogList} />
 <Route path="blog/:id" component={BlogDetail} />

当页面跳转到 blog 的时候。会将控制权将给 BlogList 组件来处理。

当页面跳转到 blog/fasfasf-asdfsafd 的时候。将匹配到这二个路由，并交给 BlogDetail 组件 来处理。而路由中的 id 值，也将作为參数 BlogDetail 组件来处理。

类似的，而 Angular 2 的形式则是：

{ path: ‘blog‘,      component: BlogListComponent },
{ path: ‘blog/:id‘,      component: BlogDetailComponent },

类似的，这里的 BlogDetailComponent 是一个组件。path 中的 id 值将会传递给 BlogDetailComponent 组件。

从上面来看。虽然表现形式上有所差异，但是其行为是一致的：使用规则引擎来处理路由与函数的关系。

稍有不同的是，后台的路由全然交由server端来控制，而前端的请求则都是在本地改变其状态。

而且同一时候在不同的前端框架上，他们在行为上另一些差别。这取决于我们是否须要后台渲染，即刷新当前页面时的表现形式。

• 使用 Hash （#）或者 Hash Bang （#!） 的形式。

  即 # 开头的參数形式，诸如 ued.party/#/blog。当我们訪问 blog/12 时，URL 的就会变成 ued.party/#/blog/12

• 使用新的 HTML 5 的 history API。用户看到的 URL 和正常的 URL 是一样的。

  当用户点击某个链接进入到新的页面时。会通过 history 的 pushState 来填入新的地址。当我们訪问 blog/12 时，URL 的就会变成 ued.party/blog/12。当用户刷新页面的时候，请通过新的 URL 来向server请求内容。

幸运的是，大部分的最新 Router 组件都会推断是否支持 history API，再来决定先用哪一个方案。

数据：获取与鉴权

实现路由的时候，仅仅是将对应的控制权交给控制器（或称组件）来处理。而作为一个单页面应用的控制器。当运行到对应的控制器的时候，就能够依据对应的 blog/12 来获取到用户想要的 ID 是 12。这个时候，控制器将须要在页面上设置一个 loading 的状态，然后发送一个请求到后台server。

对于数据获取来说，我们能够通过封装过 XMLHttpRequest 的 Ajax 来获取数据，也能够通过新的、支持 Promise 的 Fetch API 来获取数据。等等。Fetch API 与经过 Promise 封装的 Ajax 并没有太大的差别。我们仍然是写类似于的形式：

fetch(url).then(response => response.json())
  .then(data => console.log(data))
  .catch(e => console.log("Oops, error", e))

对于复杂一点的数据交互来说，我们能够通过 RxJS 来解决类似的问题。整个过程中，比較复杂的地方是对数据的鉴权与模型（Model）的处理。

模型麻烦的地方在于：转变成想要的形式。

后台返回的值是可变的，它有可能不返回。有可能是 null，又或者是与我们要显示的值不一样——想要展示的是 54%，而后台返回的是 0.54。与此同一时候。我们可能还须要对数值进行简单的计算。显示一个范围、区间，又或者是不同的两种展示。

同一时候在必要的时候。我们还须要将这些值存储在本地，或者内存里。当我们又一次进入这个页面的时候，我们再去读取这些值。

一旦谈论到数据的时候，不可避免的我们就须要关心安全因素。

对于普通的 Web 应用来说，我们能够做两件事来保证数据的安全：

1. 採用 HTTPS：在传输的过程中保证数据是加密的。

2. 鉴权：确保指定的用户仅仅能能够訪问指定的数据。

眼下。流行的前端鉴权方式是 Token 的形式。能够是普通的定制 Token，也能够是 JSON Web Token。

获取 Token 的形式。则是通过 Basic 认证——将用户输入的username和password，经过 BASE64 加密发送给server。server解密后验证是否是正常的username和password，再返回一个带有时期期限的 Token 给前端。

随后，当用户去获取须要权限的数据时，须要在 Header 里鉴定这个 Token 是否有限。再返回对应的数据。假设 Token 已经过期了，则返回 401 或者类似的标志。client就在这个时候清除 Token。并让用户又一次登录。

数据展示：模板引擎

如今，我们已经获取到这些数据了，下一步所须要做的就是显示这些数据。

与其它内容相比。显示数据就是一件简单的事，无非就是：

• 依据条件来显示、隐藏某些数据
• 在模板中对数据进行遍历显示
• 在模板中运行方法来获取对应的值，能够是函数，也能够是过滤器。
• 依据不同的数值来动态获取样式
• 等等

不同的框架会存在一些差异。而且现代的前端框架都能够支持单向或者双向的数据绑定。当对应的数据发生变化时，它就能够自己主动地显示在 UI 上。

最后，在对应须要处理的 UI 上，绑上对应的事件来处理。

仅仅是在数据显示的时候，又会涉及到另外一个问题，即组件化。对于一些须要重用的元素。我们会将其抽取为一个通用的组件，以便于我们能够复用它们。

<my-sizer [(size)]="fontSizePx"></my-sizer>

而且在这些组件里，也会涉及到对应的參数变化即状态改变。

交互：事件与状态管理

完毕一步步的渲染之后，我们还须要做的事情是：交互。交互分为两部分：用户交互、组件间的交互——共享状态。

组件交互：状态管理

用户从 A 页面跳转到 B 页面的时候。为了解耦组件间的关系，我们不会使用组件的參数来传入值。

而是将这些值存储在内存里，在适当的时候调出这些值。当我们处理用户是否登录的时候。我们须要一个 isLogined 的方法来获取用户的状态。在用户登录的时候。我们还须要一个 setLogin 的方法；用户登出的时候，我们还须要更新一下用户的登录状态。

在没有 Redux 之前。我都会写一个 service 来管理应用的状态。在这个模块里写上些 setter、getter 方法来存储状态的值，并依据业务功能写上一些来操作这个值。

然而，使用 service 时。我们非常难跟踪到状态的变化情况。还须要做一些额外的代码来特别处理。

有时候也会犯懒一下，直接写一个全局变量。

这个时候维护起代码来就是一场噩梦，须要全局搜索对应的变量。

假设是调用某个特定的 Service 就比較easy找到调用的地方。

用户交互：事件

其实，对于用户交互来说也仅仅是改变状态的值。即对状态进行操作。

举一个样例。当用户点击登录的时候，发送数据到后台，由后台返回这个值。由控制器一一的去改动这些状态，最后确认这个用户登录，并发一个用户已经登录的广播。又或者改动全局的用户值。

节选自：我的职业是前端project师