React.js大型复杂应用实战：Codecademy

Posted 2021-05-01 InfoQ

2014年八月，Codecademy为了更新用户的学习体验，决定采用Facebook的React.js库，这是一个用于编写javascript UI的类库。在开始阶段，我们的问题是很难找到React在复杂应用中应用的示例，例如像Codecademy这样复杂的应用。因为大多数的教程都是针对小型示例应用上的特性，而不是针对在开发大型应用中更常见的问题。在本文中，我不仅会对React的使用进行一番概述，还会特别说明在大型web应用程序中使用React的某些特别注意事项。

React是什么？

简单来说：React是一个使用JavaScript创建用户界面的代码库。与编写用户界面常见的方式不同，React将每个UI元素视为一个抑制的状态机。它并不是类似于AngularJS这样的“框架”。虽然Facebook有时会将React描述为“MVC中的V”，但我发觉这一描述并没有什么帮助，因为React应用并不需要遵守MVC模型。React能够帮助你创建快速的用户界面，处理复杂的交互，而无需编写大量糟糕的代码。

如果你打算在工作中使用React，你需要了解以下特性：

“React会为你处理DOM”

DOM操作的开销很大，而React的吸引力很大程度上来自于它对这一问题的处理方式。React通过对自身虚拟DOM的维护，只在需要时进行重新渲染，将DOM操作的数量降至了最低，这要归功于React中高性能的比较操作的实现。

这就意味着你很少会需要直接与DOM打交道，与之相反，React会替你处理DOM的操作。这一特性也是诸多React设计的基础。如果你打算滥用React的API，或是打算按照自己的方式进行改动，那有可能会影响到React对DOM的理解。

该特性也使得使用Node.js进行内置的服务端渲染成为可能，这一点就使你能够轻易地创建对于SEO友好的页面。

“React使用声明式风格以及组件”

在React中，所有的组件都必须继承自Component类。组件中包含了属性（由父类决定）和状态（能够自行改变，通常是基于用户行为进行改变），组件的渲染和行为应当完全由它们的状态和属性所决定（而不依赖于任何其它值），因此组件就是状态机。这一模型鼓励使用者创建模块化的UI，并且在实践中能够简化UI的操作与创建工作。

“React将标记紧密地结合在JavaScript中”

虽然在JavaScript中编写html代码听起来很奇怪，但在React中这是一种自然的选择。JSX是原生的JS与HTML标记相结合的一种语言，对于它的使用是可选的，但我强烈建议你选择这种方式。React认为，由于你的标记已经紧密地结合在控制这些标记的JavaScript中，因此可以将它们安置在同一个文件中，我也同意这一看法。

“单向信息流动”

这一点更多的是一种通用的React模式，而不是一种严格的规则。信息的流动在React中倾向于单向流动。在本文的稍后部分中，当我们开始考虑在大型应用程序中如何处理信息流动时，会再次提及这一模式。

解析React应用程序

为了让这些原则显得更为清晰，让我们看看Codecademy的学习环境是如何使用React进行构建的。

学习环境

正如你在这个屏幕截图中所看到的一样，主要的学习环境由多个不同的UI元素所组成。某些元素是始终展现在页面上的，例如header、menu和navigation。而有些组件会根据当前的练习的不同，处于显示或是不显示的状态。比方如，根据课程的不同，web浏览器、命令行和代码编辑器可能会进行混合或是匹配。

创建该界面的逻辑解决方案是为各个部分创建React组件。在下面的屏幕截图中，我将特别指出主要的React组件：

学习环境以及对应的组件

每个组件都有可能包含多个子组件：比方如，屏幕左方的Lesson面板实际上就包含了多个组件：

组成Lesson组件的各个子组件

在这个示例中，我们将使用React以决定哪些组件应该显示在该lesson面板中。举例来说：

只有在用户已登录的前提下，才会显示“Report a Problem”按钮

只有在该练习中包括测试的情况下，才会显示Instructions部分

此外，React会处理该组件与其它组件之间的信息流动。整个学习环境对应着一个父组件，该组件会持续跟踪多个状态，例如当前用户处于哪个练习中。父组件会为子组件的属性进行相应的赋值，以决定这些子组件如何显示。

现在，让我们来看一个组件通信的示例，以下组件来自经过大量简化后的组件树结构：

LearningEnvironment

CodeEditor

RunButton

ErrorDisplayer

Navigation

与代码提交相关的某些组件

如果某个用户打算运行他的代码，我们该如何处理这一工作流？我们将尝试对他们提交的代码进行测试，然后显示错误信息，或是允许用户继续下一题。以下是某个可能发生的工作流：

当用户单击RunButton之后，该组件会在事件的调用中，通过回调方式通知它的父组件CodeEditor。

CodeEditor组件会通过另一个回调函数通知它的父组件，即Learning Environment组件，并将用户的当前代码传递给父组件。

LearningEnvironment组件将针对用户的代码进行测试。

根据结果的不同……

LearningEnvironment组件会对CodeEditor中的属性errorMessage赋值，CodeEditor则会依次为它的子组件ErrorDisplayer中的属性errorMessage赋值。

如果用户已经完成了该练习的所有测试，LearningEnvironment组件就会为Navigation组件中的属性progress赋值。

如果我们的组件都能够像在LearningEnvironment组件中的render方法一样进行声明（同样进行了大量简化），那么就可以通过一个单一的函数调用实现整个UI的更新：

请记住，React中混合了JavaScript和HTML标记。在这个例子中，render方法定义了一个LearningEnvironment组件，其中包括了一个CodeEditor组件和一个Navigation组件。

我们可以更新LearningEnvironment组件的状态，它会触发组件的重绘，并在必要时更新子组件。

这就是全部的代码了。React以一种优雅而简单的方式替我们处理UI的更新操作。

大型应用程序中的考虑因素：信息流动

正如我之前所说的一样，React不一定要遵循MVC模型，实际上，你可以按照任何你喜欢的方式处理信息流动，但你需要一种确切的信息策略。为了让属性的变化传递给子-子-子-子-子组件，你是否需要将该属性一路传递下去，哪怕中间的那些子组件完全不需要了解该属性？如果该叶子节点接受用户输入，它又该如何将这一变更通知它的父-父-父-父组件呢？

在大型应用程序中，这种处理方式是很令人受挫的。即使是在以上那个简单的示例中，Run按钮该如何与LearningEnvironment组件之间传递用户的行为呢？我们需要传递回调函数，但这种方式很难写出真正模块化、可重用的组件。

Codecademy的解决方案是通过创建通信适配器（Adapter），以管理各别组件间的信息流动。与传递回调函数的方式不同，高层次的组件，例如CodeEditor会接收到一个Adapter，它为重要的通信任务提供了一种单一的接口。举例来说，当CodeEditor处于显示状态时，LearningEnvironment会创建一个Adapter，它能够生成和处理与用户提交代码相关的事件。

这种方式也不是完全没有缺陷的，我也在React大会的演讲中针对这一点进行了详细的论述。我的主要观点在于，无论你如何处理组件树中的信息流动，你的团队都应该坚持一种一致的策略。

大型应用程序中的考虑因素：整合

React的上手非常简单，但要在你的工作流中高效地使用它，你需要一些工具的支持。举例来说，我们使用了以下工具：

用一段脚本对.jsx文件的本地文化进行监控，并在必要时对它们进行重新编译

一个独立的node.js服务器，用于处理服务端的展示

用于在需要时自动生成新组件文件的开发者工具

以上这些工具都不是非常复杂。对于.jsx的监控来说，Gulp是一个很好的选择，不过我们选择了使用Go语言自行编写脚本。我们使用了一个简单的批处理脚本负责生成新的组件文件，这种方式也能够确保命名规范。如果你打算使用一个node.js服务器以负责服务端展示，你需要当心的是，要强制require.js能够获取到React代码中的变更可能会有些困难，因此我们创建了一个监控器，让它在必要时重启node服务器。

为什么使用React？

在我们重新设计整个学习环境时，我们需要决定选择使用哪一套工具或框架。我们最终选择了React，对这一决定我们感到非常满意。

我们对于React的欣赏之处主要在于以下几个方面：

它经过了实战检验

React已经在Facebook和Instagram的生产环境中得到应用，因此我们对于它的性能和可靠性很有信心。目前为止，它在我们的平台上同样表现良好，我们也没有遇到过任何严重的问题。

组件化的方式便于理解

React对每个独立的组件进行单独处理，这些组件会按照它内部的状态进行展现，因此对于某一时刻应该发生什么事，很容易形成概念化的理解。你的应用程序会有效地成为一个大型状态机。这意味着你可以单独测试UI中的每个片段，同样可以自由地添加新组件，而无需担心会影响整个应用程序中其它部分的代码。

SEO非常容易实现

因为React本身就支持服务端展现，因此在搜索引擎看来，你提供的是一个基本已完成的页面，这对于SEO来说是一个极大的优势，而所需的工作量非常小。的确，这一点必需由Node完成。由于Codecademy的主应用是由Rails编写的，因此我们搭建了一个独立的Node服务器，专门用于处理React的展现。

React能够兼容遗留代码，并且它的灵活性足以应对未来

虽然采用一整套框架的确是一件大事，但你也可以慢慢地尝试将React添加到现有的代码库中。与之类似，如果将来我们需要移除React，我们也可以轻易地实现这一点。在Codecademy，我们首先决定完全使用React来编写一个全新的项目，以便尝试它的功能，并学习如何以最佳的方式使用它。这个项目很成功，因此我们现在基本上在所有的新UI元素中都使用React了。我建议你首先做些功课，创建一些实验项目，然后再考虑怎样让React适应于你的现有代码库。

不必担心编写样板代码了

在编写样板代码上所花的时间越少，就意味着你可以将更多的时间花在更有意义的问题上了。从这个角度上来说，React是个既简洁又轻量级的类库。以下代码是创建一个新的组件所需的最少代码：

简短且切题，还有什么不满意的？

我们的社区正在成长

React社区的发展非常迅速。当你遇到各种问题时，你可以和许多社区成员讨论这一问题。并且，由于许多公司都已经在生产环境中使用了React（仅举几例，Facebook、Instagram、Yahoo!、Github和Netflix），因此我们并不独孤。

总结

React是一个轻量级、强大，并且经过实战检验的使用JavaScript创建用户界面的类库。它不是一个框架，而是一个强大的工具，或许会改变你进行前端开发的方式。我们认为它对于我们的前端开发来说，作用之大是难以置信的，而我们对于自己的选择也感到相当满意。对我自己来说，使用React进行工作至少是极大地影响了我思考编写用户界面的方式。我也乐于看到React的不断成长：现在Facebook已经通过React Native将React的功能带到移动开发上了，我想它的未来一定会是一片光明。

如果你打算上手使用React，它的教程是一个不错的逻辑起点。互联网上也有着大量介绍React中的关键概念的帖子。不要停下脚步，学习钻研，尝试着创建些什么，然后看看你对于React这种前端开发方式是怎么想的。我们非常乐于聆听你的想法。

关于作者

Bonnie Eisenman是一位来自于Codecademy.com的软件工程师。她最近刚刚从普林斯顿大学的计算机科学专业毕业。她对硬件也有一定兴趣，在业余时间喜欢从事一些Arduino方面的工作，以及乐曲编辑。她的Twitter帐号是@brindelle。

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【QCon北京2015】永不止步的前端专题，由蚂蚁金服体验技术部负责人王保平（玉伯）主持，重点讨论：移动 H5 应用的开发，包括 Web 与 Native 的融合；企业平台类富应用的开发，涵盖 Angular、React、Polymer 等技术方向；前端工程与质量体系的建设，关注团队的高效协同、品质把控；前端工程师的历史转身，何去何从。敬请期待。