云谦:前端框架的趋势与实践
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· 2022-11-12
介绍
大家好，我是来自蚂蚁集团的云谦。很高兴能有这个机会来和大家来分享，我今天的分享主题是「前端框架的趋势与实践」，是我这段时间对前端框架领域的理解，分趋势和实践两个维度。趋势比较主观，可能和你的理解不同；实践主要基于 Umi 框架在蚂蚁的应用得出。
关于我。BALABALA。。。
关于前端框架的趋势，其实有很多可以讲的点。比如框架设计、构建、bundless、Native 语言、Islands 架构、数据流、请求方案、工程化、Headless 组件、文档方案、Monorepo、Node Runtime、React 18 等，在这段时间都发生了很多变化。但 30 分钟时间有限，我会挑 5 个点来分享我的看法，每个点 5-6 分钟。
框架设计
元框架（Meta Framework）领域近一年出现了不少新成员，比如 Remix、Svelte Kit、Solid Start、Qwik City、Fresh、Astro 等。同时不少老牌框架也做了迭代，比如 Next.js 13、Nuxt 3、Umi 4、ICE 3、Storybook 7 等。
我观察到的趋势是，
1、功能趋同
2、新框架大部分基于 Vite
3、基于路由的声明式数据获取方案
趋同指的是功能。不同的元框架 80% 的功能是类似的，剩下 20% 是有差异有亮点的。那 80% 趋同的功能，比如大家通常都有约定式路由、api 路由、ssr+ssg+isr、通过编译时的临时文件扩展框架能力、插件和扩展机制。剩下 20% 就是不同框架的卖点了，举一些例子，比如 Remix 的卖点是 loader + action 的数据加载机制、Fresh 的卖点是 0JS + deno + 真 bundless。
新出的 80% 框架都基于 Vite，上面列出的应该就只有 Fresh 是直接用 esbuild 打包。老框架升级除了 Next.js，大家都有提供 Vite 模式的支持，有些默认，有些提供配置项切换到 Vite 构建模式。选择 Vite 而非 webpack 看起来是这个阶段更合适的选择，为什么大家会选择 Vite 呢？我觉得，1）除了 Vite 的速度之外，2）易集成和 3）生态也是大家考虑的因素。（注：但是，写完这段后发现 Vercel 发布了 Turbopack，可能过个半年又要有变化了）
尽管有 useEffect、swr、react-query 等社区和官方的请求方案，以及 react 官方计划提供的 use，但大部分元框架都提供了框架层的数据获取方案，并且大部分是基于路由的声明式的。原因是，当追求极致的请求速度时，只有运行时库并不够用，只有和框架结合，尤其是路由和编译态的结合，才能达到最快最完美的请求状态：「尽快发起、并行执行」。比如，Remix 是 export loader 方法，Umi 是 export clientLoader 方法，Qwik City 是 export onGet 方法，Fresh 是 export 包含 GET 方法的 hander 对象，Solid Start 是 export routeData 方法。
再看 Umi 在这块的实践。
1、不能免俗，由于呼声比较大，Umi 也提供了 Vite 模式。但并没有在蚂蚁内推广，蚂蚁内还是用的 webpack + 我们自研的 MFSU 提速方案，够用。Umi 的 Vite 模式在快手公司的项目里倒是有大量应用。
2、Umi 提供了 clientLoader 请求方案，实现的时候有参考 Remix 的实现。Remix 基于 loader 达到 SSR 模式下的最快请求，但不支持 CSR，Umi 的 clientLoader 方案可实现 CSR 模式下的最快请求。
构建和 Bundless
构建一直是前端开发者关注的焦点。项目越来越大，依赖越来越大，构建越来很慢。
我观察到的趋势是，
1、情理之中的 Turbopack
2、Vite 大热
3、Webpack 依旧是生产构建的主力
4、真 Bundless 只存于企业内
Turbopack 是临时加的。前几天 Next.js 13 发布时出的消息，出自 webpack 作者之手，是基于 Rust 重写的类 webpack 方案，计划实现 80% 的 webpack 功能。时间原因，具体不展开了，前几天我有在公众号里写过一篇介绍。为啥说是情理之中？因为 webpack 已经 4 个月没更新了，webpack 作者一直在提私有库的 commit。前几天还在和同事闲聊，要么是被 Vite 逼躺平了，要么就是在憋大招。果然！目前还非常 alpha，可以等个半年再来看进展。
Vite 大热有多方因素，其一是因为有大量新兴框架采用，这在上一章节「框架设计」里有过介绍。另外，也可以从 npm 下载量看出，vite 周下载有 200W，已经快接近 webpack 的 1/10 了。这不是反话！
Webpack 依旧是生产构建的主力。尽管 Vite 大热，但据观察，包括使用 Umi 的 Vite 模式的用户来看，很多人用 Vite 的同学会把 Vite 只用于 dev，build 阶段依旧是用 Webpack。可能有几方面的考虑，1）Vite 的 build 也是 bundle，并不能少做什么，所以速度并没有优势，2）上生产时通常比较谨慎，大家觉得 Webpack 的 build 更可靠，3）Webpack 支持文件系统的持久缓存，合理利用对于 build 速度来说简直是神器。
真 bundless 只存于企业内。什么是真 bundless？就是比如我们要依赖 antd，只要 import 即可，无需在本地的任何时机做打包这件事。为啥 vite 不是？因为 vite 会在 optmize 阶段用 esbuild 打包依赖。为啥说只存于企业内？因为这依赖内部基建，现在的前端体系不打包是不可能的，本地不做打包这件事，总得有个地方做打包吧。那就是云端。蚂蚁内部今年依旧在推进这块的建设。
我们在这块的实践是，
1、ESMi 2
2、MFSU 3 和 4
3、基于持久缓存的 CI/CD 提速
ESMi 是我们内部的真 bundless 方案。本来计划搞个简单的 DEMO 来演示下 ESMi 2，但由于要提前录视频，相比计划提前了一周，目前 ESMi 2 还在联调阶段。大家可以关注我的公众号，如果有消息，我可以后续补一篇。前面说打包不再本地，总得有个地方做吧？那 ESMi 是在什么阶段做？简单来说，80% 的 npm 包会在我们将其 sync 到内网源的时候就做掉，然后使用时只管 import 即可。
MFSU 是关于基于 Webpack 的提速方案，已经迭代了好几个大版本，今年分别更新了 V3 和 V4，V4 可以将冷启动时间提升 25% 到 50%，根据项目类型效果不同。展开讲来不及，感兴趣的可以搜下我之前在 SEE Conf 的分享。
基于持久缓存的 CI/CD 提速是内部做的一个优化，基于 webpack 5 的持久缓存能力。效果是，在缓存生效的场景下，可以做到从 106s 到 10s 的十倍提速。实现比较简单，见图，在构建前置阶段下载缓存，然后构建，然后上传缓存。需要注意的是，1）缓存失效的控制非常重要，2）涉及缓存和 CD 环境，遇到问题是比较难排查的。但是这个方案上了近半年，还是比较稳定的。
原生语言
基于原生语言的前端工具大家不一定写过，但多少都有直接或间接地用过，因为大家在用的 Vite、Remix、Next.js、Umi 等框架和工具的背后，都有基于这些工具的使用。
我观察到的趋势是，
1、新工具不断涌现，全面占领前端工具领域
2、元框架大量应用基于原生语言的工具
除了之前就有的 esbuild、swc、es-module-lexer、sucrase、deno_lint、dprint，近期也涌现了一批新的这一类的工具，比如 bun、@parcel/css、rome format、turborepo、turbopack、stc 等，分别覆盖 javascript runtime、css、lint、monorepo、bundle、TypeScript 类型校验 等子领域。有一种 Native 语言全面占领前端工具领域的感觉。大家也可以考虑下，还有哪些领域可以有原生语言的发挥空间？
新出的元框架出于性能考虑，要么基于 Vite（间接使用 Native 语言工具），要么直接基于 esbuild 或 esbuild-wasm，已经不会纯用 JS 工具来实现。举一些例子，Umi 用了 esbuild、es-module-lexer、swc、@parcel/css；Fresh 用了 esbuild-wasm；remix 用了 esbuild；Astro Parser 用了 go 编译成 wasm；Next.js 用了 swc 和 turbopack。
我们在这块的实践是，
1、Umi 大量应用基于原生语言的工具。我们把 esbuild 用到了 JS 压缩、CSS 压缩、MFSU 依赖编译、SSR 编译、Jest 的 JS Transformer；把 swc 用到了 JS 编译、JS 压缩、Jest 的 JS Transformer；把 @parcel/css 用到了 CSS 压缩。
2、前面提到的 bundless 方案 ESMi。把 esbuild 用到了依赖编译、把 es-module-lexer 用到了依赖解析。
数据流
说到数据流，大家可能会想到老牌的 Redux、Dva、Mobx、RxJS、XState，也可能会想到新一代的 Recoil、Jotai、Zustand、Valtio、React Tracked、Redux Toolkit，以及还有很多使用度没那么广的方案 use-context-selector、react-easy-state、hox、useModel in umi、icestore、kylva、overmind 等，同时很多简单场景可能会直接裸用 hooks 组织。
我观察到的趋势是。
1、请求方案即数据流满足大量 CURD 场景
2、原子化数据流方案呈上升趋势
请求方案比如 SWR、React Query、Apollo、Relay、RTK Query、use-request 等算数据流方案吗？广义上看我觉得算，这属于直接把 client 的 ui 和 server 的数据串起来，省去了中间客户端数据处理的环节，解远程状态同步的问题，是另一种形式的数据流方案。随着以上这些库的流行，很多 CURD 项目其实已不需要传统的数据流方案，优点是用法简单，缺点是功能有限，扩展性有限。虽然有些库已经开始往传统数据流的功能上靠，增加了比如乐观更新、缓存等能力，但如果要加传统数据流的比如 redu/undo 之类的功能，大概率就不行了。
数据流领域个人感觉已经挖地差不多，较少有看到新出的眼前一亮的方案。除了原子化数据流，比如 Recoil、Jotai。最近新出的 Preact Signals 也是这一类型。这一类数据流是用原子化的方式，在 React 内部组织数据流，感觉是一种趋势，但我个人用起来心智上不太习惯。同时，他们有个缺点是 React 内部的数据流，有些方案会不允许在外部访问相应的 Store。
关于数据流，蚂蚁的实践是「确定了中后台新的数据流方案为 valtio」。光看结论比较简单，相比之下推导过程会更有意思一些，就是我们是怎么做出这个决定，怎么从数十个数据流方案里选择 valtio 的。
数据流方案有很多考量，比如心智模型、读取数据、写入数据、数据推导、异步 Action、渲染性能优化、Suspense 并发模式支持、SSR 支持、React 之外访问、组件封装、瞬时更新、插件中间件扩展、Redux DevTools 支持、兼容性、多实例和单实例、数据序列化能力、同步/异步更新、内存管理、测试、包尺寸等。具体不展开，感兴趣的可以去我的公众号搜「数据流2022」，有详细介绍。
我们的选择过程是这样。首先，从心智模型上考虑，我们有大量初级程序员，所以沿袭传统的数据流心智，用外部 Store 的方式会比较好，所以就淘汰了大量用原子化从下而上组织的数据流方案。然后做选择要基于业务场景，我们的场景是中后台业务，兼容性要求比较宽松，可以用基于 proxy 的数据流方案。最后对比了基于 proxy 的数据流方案，发现 valtio 相比下能满足各种需求，并且容易扩展，DX（开发体验）也很好。
Islands 架构
Islands 是新出的架构方案，可能不少同学没了解过，先花一些篇幅做下科普。
Islands 架构是 preact 作者提出的，解性能、JavaScript 尺寸、注水效率、SEO 等问题。比如图中的渲染，最右的是 Islands 架构的渲染方式，页面大部分是通过 HTML 做静态渲染，剩下一些包含交互的部分就是这个架构里的 Island（岛），会对他们产出单独的 JavaScript，做单独的渲染。据 Astro 的统计来看，基于 Islands 架构相比传统的 CSR/SSR 架构，能减少 83% 的 JavaScript 代码。
Islands 架构的实现不挑技术栈，现有实现有 Marko、Eleventy、Astro、Fresh、Island.js 等。Marko 和 Eleventy 甚至是在 Islands 架构提出之前就有的实现。但这些实现通常是基于 SSR/SSG + MPA 的。注意是「MPA」。所以虽然性能非常好，但我个人理解有个缺点是，在大家用习惯了 SPA 的时代，回归到 MPA，没有路由，切换页面从 HTML 开始，可能在交互上可能会带来一些不适应。
Islands 架构我理解的趋势是，框架大热但应用不多。比如头部的 astro 和 marko，star 数很高，但周下载分别只有 3w 和 1w 不到。那 Islands 架构适用于哪类应用呢？基于 SSR/SSG + MPA 的特点，我觉得潜在的场景比如：1、文档站，2、官网类应用，3、交互少的页面比如只有添加到购物车的宝贝详情页、4、天生就是 MPA 的 Hybrid 应用，等等。
Islands 架构我们还在观望，没有具体实践，有计划会在 Umi 中考虑增加一类应用类型做探索，同时在蚂蚁的业务中找到适合落地的应用。
总结
短短 30 分钟很快就过去了，感谢到现在还没有走的同学们，能有耐心听完我的分享，希望大家听完能有所收获。前端框架涉及的领域很多，变化也很快，30 分钟只能和大家分享一些大概，还有很多没有展开的领域和细节。如果有问题或者需要详细沟通，可以扫屏幕上左侧的二维码加我微信；如果希望关注我的后续更新，可以扫屏幕上右侧的二维码加我的公众号。