高性能JavaScript模板引擎原理解析

Posted 2021-12-01

随着 web 发展，前端应用变得越来越复杂，基于后端的 javascript(Node.js) 也开始崭露头角，javascript 被寄予了更大的期望，与此同时 javascript MVC 思想也开始流行起来。javascript 模板引擎作为数据与界面分离工作中最重要一环，越来越受开发者关注，在开源社区中更是百花齐放，在 Twitter、淘宝网、新浪微博、腾讯QQ空间、腾讯微博等大型网站中均能看到它们的身影。

本文将用最简单的示例代码描述现有的 javascript 模板引擎的原理，包括新一代 javascript 模板引擎 artTemplate 的特性实现原理，欢迎共同探讨。

artTemplate 介绍

artTemplate 是新一代 javascript 模板引擎，它采用预编译方式让性能有了质的飞跃，并且充分利用 javascript 引擎特性，使得其性能无论在前端还是后端都有极其出色的表现。在 chrome 下渲染效率测试中分别是知名引擎 Mustache 与 micro tmpl 的 25 、 32 倍。

除了性能优势外，调试功能也值得一提。模板调试器可以精确定位到引发渲染错误的模板语句，解决了编写模板过程中无法调试的痛苦，让开发变得高效，也避免了因为单个模板出错导致整个应用崩溃的情况发生。

artTemplate 这一切都在 1.7kb(gzip) 中实现！

javascript 模板引擎基本原理

虽然每个引擎从模板语法、语法解析、变量赋值、字符串拼接的实现方式各有所不同，但关键的渲染原理仍然是动态执行 javascript 字符串。

关于动态执行 javascript 字符串，本文以一段模板代码举例：

这是一段非常朴素的模板写法，其中，”” 为 closeTag (逻辑语句闭合标签)，若 openTag 后面紧跟 “=” 则会输出变量的内容。

html语句与变量输出语句被直接输出，解析后的字符串类似：

语法分析完毕一般还会返回渲染方法：

渲染测试：

在上面 render 方法中，模板变量赋值采用了 with 语句，字符串拼接采用数组的 push 方法以提升在 IE6、7 下的性能，jQuery 作者 john 开发的微型模板引擎 tmpl 是这种方式的典型代表，参见： http:ejohn.org/blog/javascript-micro-templating/

由原理实现可见，传统 javascript 模板引擎中留下两个待解决的问题：

1、性能：模板引擎渲染的时候依赖 Function 构造器实现，Function 与 eval、setTimeout、setInterval 一样，提供了使用文本访问 javascript 解析引擎的方法，但这样执行 javascript 的性能非常低下。

2、调试：由于是动态执行字符串，若遇到错误调试器无法捕获错误源，导致模板 BUG 调试变得异常痛苦。在没有进行容错的引擎中，局部模板若因为数据异常甚至可以导致整个应用崩溃，随着模板的数目增加，维护成本将剧增。

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