技术干货丨Web前端字符串模板浅析
前端框架日新月异，而其中的数据绑定已经成为了一个框架最基础的功能。我们常常使用的单向绑定、双向绑定、事件绑定、样式绑定等，里面具体怎么实现，而当我们数据变动的时候又会触发怎样的底部流程呢？
前言
从事前端的朋友可能都知道，Web 前端领域里用到的模板引擎技术主要有三种，它们分别是：
- 基于字符串的模板
- 基于Dom操作的模板
- 基于虚拟Dom的模板
而今天我们会着重介绍基于字符串的模板引擎的实现原理，分析它的优点缺点以及使用的场景。
石器时代
在进入正文之前，我们先回顾一下在模板引擎出现之前的时代，我们暂且称之为“石器时代”，我们是如何利用JS改变页面结构的。比如说下面的代码：
<div id="container">
我们正处于刀耕火种的石器时代
</div>如果我们需要修改 container 里面的内容，一般有2种方法：
一种是通过 JS 的 DOM API 直接操作 DOM
var newTxt = '石器时代需要自己撸工具，摩擦摩擦，似魔鬼的步伐...';
var container = document.getElementById('container');
var desc = document.createElement('H1');
var txt = document.createTextNode(newTxt);
desc.appendChild(txt);
container.replaceChild(desc, container.childNodes[0]);另一种是通过 innerHTML 批量修改 DOM 结构
var newTxt = '石器时代需要自己撸工具，摩擦摩擦，似魔鬼的步伐...';
var template = '<H1>' + newTxt + '</H1>';
var container = document.getElementById('container');
container.innerHTML=template;相比之下，第二种方式通过 innerHTML 更新 DOM 要简单许多，它无需考虑 DOM 的层级结构，只要做简单的字符串拼接就能实现需求。但这种方式的问题是代码可读性很差，开发中还必须同时保证最终拼接的字符串的正确性。不然，当你需要作出修改时，面对一坨的字符无疑是一件非常痛苦的事。
青铜时代
在上面的例子中，我们的需求是将一个变量注入到模板当中，类似 ES6 的模板字符串：
var newTxt = '石器时代需要自己撸工具，摩擦摩擦，似魔鬼的步伐...';
var template = `<H1>${newTxt}</H1>`;但 ES6 这种现代化的常规武器，对石器时代而言已经是天方夜谭了。当然了，部落里的老司机可以凭借深厚的 JS 功底，撸出了各种基于字符串的模板。这些模板又可以细分为两种情况：一种是不包含逻辑处理，只作数据绑定用的，如 mustache.js ；另一种是既有逻辑处理，也有数据绑定的，如 EJS 。
下面，我以 EJS 的语法为例，实现一个简单的字符串模板引擎。模版引擎的编译流程如下：
首先，需要编译模板字符串，将其转换为 JS 能够理解的语法。
第一步是利用正则表达式，区分出字符串中哪些是模板语法，哪些是正常的 HTML 标签。以下是一个 EJS 语法的例子：
<ul>
<% for(var i=0; i<supplies.length; i++) {%>
<li><%= supplies[i] %></li>
<% } %>
</ul>在‘<%=’和‘%>’之间是 JS 的表达式，而在‘<%’和’%>‘之间是普通的 JS 语句，可以进行逻辑判断和条件循环等操作。可以使用以下正则表达式抽取：
// 匹配表达式，只能有一行
let evalExpr = /\<\%\=(.+?)\%\>/g;
// 匹配语句，可以有多行
let expr = /\<\%([\s\S]+?)\%\>/g;对于普通的 HTML 标签，需要用自定义的 echo 函数包裹一下，在使用 eval 函数编译的时候直接输出字符串。echo 函数的定义如下：
// 临时变量，保存编译后的模板字符串
let output = "";
// 直接将html字符串拼接到output后面
function echo(html){
output += html;
}完整的 compile 函数代码如下：
function compile(template){
// 匹配表达式，只能有一行
let evalExpr = /\<\%\=(.+?)\%\>/g;
// 匹配语句，可以有多行
let expr = /\<\%([\s\S]+?)\%\>/g;
// 内容为空的部分
let empty = /echo\(\"\"\);/g;
template = template
// 转换JS表达式
.replace(evalExpr, '`); \n echo( $1 ); \n echo(`')
// 转换JS语句
.replace(expr, '`); \n $1 \n echo(`');
// 在模板的最外层包裹一个echo
template = 'echo(`' + template + '`);';
// 清除空的echo
template = template
.replace(empty, "");
// 保存编译后的字符串，此处用了ES6的模板字符串特性，相当于eval了一下
let script =
`(function parse(data){
// 临时变量，保存编译后的模板字符串
var output = "";
// 直接将html字符串拼接到output后面
function echo(html){
output += html;
}
// 包含echo的模板字符串
${ template }
return output;
})`;
return script;
}经过正则表达式处理后，下面这段代码：
<ul>
<% for(var i=0; i<supplies.length; i++) {%>
<li><%= supplies[i] %></li>
<% } %>
</ul>会转化为以下形式：
echo(`<ul>`);
for(var i=0; i<data.supplies.length; i++) {
echo(`<li>`);
echo( data.supplies[i] );
echo(`</li>`);
}
echo(`</ul>`);第二步是将模板中用到的数据 data 注入到 compile 函数的 parse 子函数中，生成最终的字符串。
最后，我们再通过 innerHTML ，把字符串插入到 DOM 合适的位置。
字符串模板的优缺点
字符串模板之所以能够更新页面，最核心的原理是使用 innerHTML 这个 api 将字符串直接插入到 DOM 节点中。因此，我们分析字符串模板的优缺点就离不开使用 innerHTML 更新DOM 的优缺点。
先谈谈优点：
- 直观，容易理解。更新后的 DOM 结构可以一目了然的反映在字符串当中。
- 容易维护。当需要更改模板时，直接改相应字符串就可以，新人也容易上手。
- 可用于服务端渲染。简单的字符串拼接，不依赖 DOM ，对应的字符串可由服务器端直接生成。
再来谈谈缺点：
- 安全隐患。模板字符串中完全可以出现此类代码：<img src="69" onerror="alert('xss')">
- 慢！特别对于需要频繁更新的场景。由于 innerHTML 是直接替换掉原有元素，因此就涉及到相应节点和对应事件的卸载，然后再装载新的节点和事件。在这个过程中，界面也会被重排和重绘，对性能是严重的损耗。
- 不智能。当只需要修改模板里面的某一部分数据时，整个模板页都需要被刷新。
- 维护困难。这不是打脸嘛，上面才说了容易维护，这里又讲维护困难！？这当然是有原因的嘛。当不需要考虑性能的时候，一个页面可能只需要维护一个模板，这难道不简单？但考虑到性能的时候，就需要对模板进行拆分和拼装，维护这些相互依赖的模板会让人很崩溃。
总结
综上所述，我们可以很简单的总结出字符串模板引擎的使用场景：如果你的应用比较简单，交互也不多，也希望有一个快速的首屏时间，请使用字符串模板引擎。反之，更先进的基于Dom 或者虚拟 Dom 操作的模板引擎可能是更好的选择。
腾讯云开发者
