小程序视角下同构方案思考

文末福利：淘系 618 实践小册

随着各家闭环生态的建设发展，小程序已经成为了各个业务不可缺少的一部分。各家为了提升自己在应用内生态上的可控性，都给出了自己的小程序方案，如：支付宝小程序、微信小程序、京东小程序等。对于业务研发团队来讲，如何实现多平台适配（H5 + 各端小程序）一直是摆在面前的一道难题。

NO.1

现有同构方案

其实，小程序之间的互转相对比较简单。得益于微信小程序的先行，各家在设计小程序 DSL 和 API 时，通常会尽量靠拢微信小程序，以降低学习成本和转换成本。

现有同构方案大致可以分为两类：静态编译 & 动态解析。

静态编译

静态编译的方案很多，基于 Vue DSL 的有 Chameleon(https://cml.js.org/) 、MPVue(http://mpvue.com/) 等，基于 React JSX 的有 Taro(https://nervjs.github.io/taro/)、Rax(https://rax.js.org/) 等。

由于小程序的 DSL 本身就有参考 Vue 的设计；再加上其本身就是静态语言，没有运行时，所以类 Vue DSL 的框架，在转译方案上的设计实现心智成本会低很多。而 JSX 则不然：JSX 本质就是 JavaScript 的高阶语法，对于众多 React 开发者来讲，这种完全的 JavaScript 环境为我们提供了巨大的便利。但问题是，JSX 直接运行在 JS 运行时上，对于许多表达式，完全无法在静态编译阶段求值。

举一些例子：

// DEMO 1
function DemoA({list}) {
  return (
    <div>
        {list.map(item => <div key={item.id}>{item.content}</div>)}
    </div>
  )
}

// DEMO 2
function DemoB({visible}) {
  if (!visible) {
    return null
  }
  return <div>cool</div>
}

// DEMO 3
function SomeFunctionalRender({children, ...props}) {
  return typeof children === 'function' ? children(props) : null
}
function DemoC() {
  return (
    <SomeFunctionalRender>
      {props => <div>{props.content}</div>}
    </SomeFunctionalRender>
  )
}

这三个 DEMO 最终的 DOM（VDOM）结果都需要在运行时获知。如果说 DEMO 1 和 DEMO 2 还能通过 AST 解析强行转换成小程序 DSL（a:for / a:if），那 DEMO 3 就是小程序 DSL 这种静态 DSL 的噩梦。可能有些读者会觉得 DEMO 3 的写法很「抬杠」，事实上这种语法在 React 世界非常常见，如著名的动画库 react-spring(https://www.react-spring.io/) 。

那么，Taro 和 Rax 是如何解这些问题的呢？

做减法。通过对 JSX 进行「裁剪」，限制 JSX 的可用语法，以尽可能对小程序语法兼容。

先说我们比较熟悉的 Rax：Rax 在 JSX 语法的基础上，扩展了一套 JSX+(https://rax.js.org/docs/guide/jsxplus) 语法，让开发者使用声明式的方式撰写条件渲染、循环、slot 等代码，以替代 Array.property.map，if / else 等。这样的好处是，可以限制开发者在 children 中撰写复杂的 JavaScript 表达式，同时又不至于让 JSX 丧失诸如条件渲染等渲染能力。

而 Taro 的路子相对更「友好」一些：Taro 没有去扩展 JSX 语法，而是通过 AST 分析，尽可能将代码中的 Array.property.map、if / else ，三目表达式，枚举渲染等转换成了小程序可识别的静态 DSL 。这种转换的心智成本固然是非常高的，而且有些语法（如 DEMO 3）是没有办法用静态 DSL 实现的，但是能够尽可能的还原最「原汁原味」的 JSX 开发体验。

动态解析

可能是由于 JSX 的接受度逐年提升，很多新生的小程序同构框架都在拥抱 React 。近两年，在使用 JSX 撰写 H5 + 小程序同构代码上又有了新的思路 — 动态解析：既然 JSX 高度依赖 JavaScript 运行时，那么我们是否可以给它创造一个运行时。典型的方案代表：Remax(https://remaxjs.org/) 和 Frad(https://github.com/yisar/fard) 。

回顾一下 React 的渲染路径：

React 默认提供了 State to Virtual DOM to DOM 的方法。重点在后者：Virtual DOM to DOM。React 使用 React Reconciler 完成了 Virtual DOM to DOM 的工作。React Reconciler 允许开发者自定义更新 DOM（也可能是别的视图层）的方式，详见 react-reconciler(https://github.com/facebook/react/tree/master/packages/react-reconciler) 。React Native 也是通过实现自己的 reconciler 实现视图更新的。

既然 State to Virtual DOM 的方式 React 提供了，Virtual DOM to DOM 的方式我们又可以自定义，那么，也许我们可以找到在小程序上通过 Virtual DOM 表达生成小程序 DOM 的方法。

小程序提供了 template 组件(https://opendocs.alipay.com/mini/framework/axml-template)，用来帮助开发者动态化的调用小程序组件。通过 template 组件，便有机会解析 Virtual DOM，动态生成小程序 DOM 。此处不再赘述，感兴趣的读者可以阅读以下 Remax 团队的文章 Remax - 使用 React 开发小程序(https://zhuanlan.zhihu.com/p/101909025) 。

NO.2

更进一步：性能

动态解析的方案完全还原了 React 的体验，因为它提供了完整的 JavaScript 运行时。通过 React Reconciler，小开发者将自己从视图层上完全解放了出来，心智停留在了 Virtual DOM 上，不再需要关心最终产物是 Web DOM 还是小程序 DOM。

但是，动态性带来的代价也是很清晰的：性能损耗。没有编译器性能调优（本来也没有），没有 Dead Code Elimination，没有剪枝，对于 JavaScript 来讲，就是实打实的，每一次 render ，每一个节点都要计算。再加上小程序 template 渲染本身的开销，叠加在一起只性能敏感的场景下（低端机 / 长列表 / 多图）会尤其捉襟见肘。

于是，开发者又有了新的问题：如何在保证灵活性的同时，尽可能提升渲染性能？

NO.3

业务封装

在 Remax 的方案中，Remax 直接使用了小程序组件作为基础 DOM Element ，这也就意味着，每一个业务组件都要从最原子的 view / text 等进行渲染。然而，对于业务来讲，许多业务组件是固定且可复用的，比如商品列表中的商品卡片、推荐信息流列表等。既然如此，如果我们使用原生的方式撰写好这些组件，并将其内置到小程序 DOM 中（类似 Web Component），也许可以降低某些场景（如长列表）下的性能开销。这种动静结合的方式，可以在不失灵活性的同时，使用原生的方式尽可能的解决渲染性能的问题。

但是，之前的问题又出现了：如何实现组件同构呢？

NO.4

再看同构

回顾一下静态编译的同构方案，不难发现一些特点：

• 同构的难点在视图层 DSL

• 各个框架解决同构问题时，几乎都是 Web 优先，使用编译工具向小程序靠拢

众所周知，React 相比小程序要灵活得多。那么，我们是不是可以把思路反过来：小程序优先，在小程序框架的限制内，使用 React 向小程序靠拢。

我们先忽略其他细节，把同构的问题简化一下：

• 生命周期 & 应用状态管理（data / setData）

• 视图层 DSL

生命周期 & 应用状态管理

小程序的生命周期和应用状态管理是可以几乎完美对应到 React 的 Class Component 上的。话不多说，上代码：

import React from 'react'
import omit from 'lodash/omit'
import noop from 'lodash/noop'

function createComponent(comp) {
  const {
    data,
    onInit = noop,
    deriveDataFromProps = noop,
    didMount = noop,
    didUpdate = noop,
    didUnmount = noop,
    methods = {},
    render,
  } = comp
  return class extends React.Component {
    constructor(props) {
      super(props)
      this.state = {
        ...data,
      }
      this.setData = this.setState
      this.__init()
    }

    get data() {
      return this.state
    }

    __init() {
      for (let key in methods) {
        this[key] = methods[key]
      }
      onInit.call(this, data)
    }

    componentWillMount() {
      deriveDataFromProps.call(this, this.props)
    }

    componentDidMount() {
      didMount.call(this)
    }

    componentWillReceiveProps(nextProps) {
      deriveDataFromProps.call(this, nextProps)
    }

    componentWillUpdate(nextProps, nextState) {
      deriveDataFromProps.call(this, nextProps)
    }

    componentDidUpdate(prevProps, prevState) {
      didUpdate.call(this, prevProps, prevState)
    }

    componentWillUnmount() {
      didUnmount.call(this)
    }

    render() {
      if (render) {
        return render.call(this)
      }

      return null
    }
  }
}

export default createComponent

有一个问题是，相比 React Web 应用，小程序应用在 app.js 中多出来一个应用启动 / 关闭的生命周期。同时，小程序将「组件」分为了 App、Page 和 Component 三种，这一点和 React 是不太一样的。为了能够尽可能完美还原 App 的生命周期，我尝试利用 window 对象做了一个 bridge，用来动态注册 Page：

import React from 'react'
import ReactDOM from 'react-dom'
import { hot } from 'react-hot-loader'

export class PageRegister {
  constructor() {
    if (window.__PageRegister) {
      return window.__PageRegister
    }
    this.__page = () => null
    this.__handlers = []
    window.__PageRegister = this
  }

  subscribe = (cb) => {
    this.__handlers.push(cb)
  }

  unsubscribe = (cb) => {
    this.__handlers = this.__handlers.filter((handler) => handler !== cb)
  }

  destroy() {
    this.__handlers = []
    this.__page = function () {
      return null
    }
  }

  setPage = (page) => {
    this.__page = page
    this.__handlers.map((cb) => typeof cb === 'function' && cb(page))
  }

  getPage = () => this.__page
}

// TODO: 处理 App globalData 和各个生命周期函数
export default function createApp(app) {
  const pageRegister = new PageRegister()
  class __App extends React.Component {
    constructor(props) {
      super(props)
      this.state = {
        page: pageRegister.getPage(),
      }
      pageRegister.subscribe((page) => this.setState({ page }))
    }

    componentWillUnmount() {
      pageRegister.destroy()
    }

    render() {
      const { page: Page } = this.state
      return <Page />
    }
  }
  const App = __DEV__ ? hot(module)(__App) : __App
  ReactDOM.render(<App />, document.getElementById('root'))
}

应用初始化时会预埋一个 pageRegister 到 window 上，供页面向 App 中注册自己，调用方式如下：

import React from 'react'
import noop from 'lodash/'
import { PageRegister } from '../createApp'

function createPage(page) {
  const pageRegister = new PageRegister()

  const { data, onInit = noop, methods, render } = page
  class Page extends React.Component {
    constructor(props) {
      super(props)
      this.state = { ...data }
      this.setData = this.setState
      this.__init()
    }

    get data() {
      return this.state
    }

    __init() {
      for (let key in methods) {
        this[key] = methods[key]
      }
      onInit.call(this, data)
    }

    render() {
      if (render) {
        return render.call(this)
      }
      return null
    }
  }

  pageRegister.setPage(Page)

  return Page
}

export default createPage

视图层 DSL

（以下的内容可能有一些投机取巧的成分，但也是思考良久之后写下来的）

在研究并使用了许多视图层同构方案之后，我想抛出一个问题：视图层 DSL 一定要同构么？我认为不一定。

视图层同构的问题是显而易见的：

• Web 必须要向小程序妥协，因为小程序不可能支持所有的 HTML Element

• 同构方案高度依赖静态编译，在 JSX 场景下甚至依赖 AST，这其中的转换是黑盒的，很难保证其中不会出现问题。一旦出现问题，这种静态编译生成的代码非常难 debug （因为我们根本不知道 parser 做了什么）

无论是小程序的 DSL 还是 React 的 render function，其模型都是很清晰的：输入 props 和 state（data），输出结果。在实践中，我发现，即便将小程序的 AXML 和 JSX 分开实现，也不会引入太大的心智负担，反倒会因为没有使用编译工具让整个渲染行为更加可控。

NO.5

总结

Remax 和 Frad 的 Virtual DOM 思路为小程序的同构方案打开了一扇新的大门。它最大的好处在于，整套方案稍加改造即可适配到 React Native 等基于其他视图层实现的渲染框架上，未来具有无限可能。但是，正如文中所说，在对应用性能十分敏感的今天，渲染性能问题是 Remax 等动态解析框架必须要迈过去的坎。随后我也会在这个方向做出更多的尝试。

关于 H5 + 小程序多端构建的部分，涉及到诸如数据绑定、依赖注入、Tree Shaking 等各种问题，我会在随后的分享中慢慢展开。

感谢阅读。

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