浅谈 jQuery 核心架构设计
作者: default|标签:设计 架构 核心|2017-1-24 11:20
jQuery对于大家而言并不陌生,因此关于它是什么以及它的作用,在这里我就不多言了,而本篇文章的目的是想通过对源码简单的分析来讨论 jQuery 的核心架构设计,以及jQuery 是如何利用javascript中的高级特性来构建如此伟大的javascript库。

1 初识jQuery

从核心功能来看,jQuery仅仅做了一件简单而又平凡的事:查询。它的语法如此简洁明了,以致于很多人在不知道javascript是什么的时候就已经会用jQuery了,用一个词形容就是:大道至简。 从设计层面来看,我们可以将jQuery提供方法分为两大类:静态方法和实例方法。静态方法就是直接通过$访问的方法,这些方法一般不对dom元素操作,而是提供了一些常用的工具,比如ajax请求、以及对字符串的一些常用操作,除此之外,jQuery还提供了对自身的扩展机制,你可以通过extend方法来编写你需要的组件。而实例方法和静态方法不一样,它是用来对jQuery查询的DOM元素进行操作,jQuery执行$()会构建一个jQuery对象,这个对象以数组的方法存储查询出的所有DOM元素,然后在这个对象的原型链上实现了对这些DOM操作的方法,比如each()方法就是用来遍历每一个DOM元素的。你可能会注意到,我刚说这个对象“以数组的方式”存储,那就是说,jQuery构建的这个对象不是数组,那这个对象到底是什么? 其实这个对象就是jQuery的核心,也被称作“jQuery对象”。因此,本文的重点就是对jQuery对象进行分析和讨论。

2 jQuery对象

一般情况下,我们会这样使用jQuery:

$('p').each(function(index){     //this ...});

$('p')执行完后回返回一个jQuery对象,each()方法是对这个对象中的DOM元素进行遍历,我们先看看$('p')的执行过程(本文源码摘自jQuery 3.0):

jQuery = function( selector, context ) {    
    return new jQuery.fn.init( selector, context );

}

这个方法就是$('p')的入口方法,$是jQuery的简写,就相当于jQuery('p') ,可以看出,这个方法只做了一件事,那就是返回jQuery.fn.init()函数的实例对象,那jQuery.fn.init 又是什么呢,我们再看下面的代码:

init = jQuery.fn.init = = jQuery.fn;

jQuery.fn.init和init引用了同一个方法,这个方法根据selector查询出符合条件的DOM元素,并返回,可你会发现,返回的是this,这个this是什么呢?我们待会分析,先看下面的这句话:

init.prototype = jQuery.fn;

这句话是什么意思呢,这句话是让init方法的prototype对象指向了jQuery.fn对象,那jQuery.fn又是什么鬼? 我们继续看代码:

jQuery.fn = jQuery.prototype = {    // The current version of jQuery being used    jquery: version,

    constructor: jQuery,    // The default length of a jQuery object is 0
    length: 0,    // Execute a callback for every element in the matched set.
    each: function( callback ) {        return jQuery.each( this, callback );
    },
       
    splice: arr.splice
};

为了节省篇幅,我省略了其中一些代码,从这里可以看出,jQuery.fn 其实就是jQuery的原型对象,这个原型对象中定义了一些对this对象进行操作的方法。到这里,你是不是感觉到有点绕,不要着急,我们来梳理一下思路:jQuery首先定义了一个init方法,然后在init的原型对象prototype上定义了一系列操作方法。最后将init方法的实例对象返回。所以上面的过程可以简化如下(伪代码表示):

var init = function(selector,context,root){   //...   return this;
}

init.prototype = {
   length:0,
   each:function(callback){      //...   },
   splice:[].splice
}

jQuery = function(selector,context,root){   return new init(selector,context,root);
}

那么问题来了,jQuery.fn中的方法为什么不直接定义在init的prototype上,而要定义在jQuery的原型对象上?

其实,这样做的目的是为了提高jQuery的查询效率,如果直接定义在init的prototype对象上,那么每执行一次查询,就会在内存中创建这样一个庞大的prototype对象,而如果把这个对象定义在jQuery的prototype上,在jQuery加载时,这个对象就会被初始化并一直存在于内存中,以后每次执行$()时,只需要将init中的prototype指向这个对象就可以了,而不用每次都去创建一遍相同的对象。

我们再来看看 init 函数中返回的 this 到底是什么,我在之前的博客中讲过,函数中的this总是指向运行期的调用者,那init的调用者是谁呢?在上面代码中似乎找不到调用者,这时我们就需要深入的理解new运算符的运行机制了,借用我之前在博客中对new运算符的描述,我们对new init()的执行过程进行如下分解:

new init(selector,context,root) = {    var obj = {};

    obj.__proto__ = init.prototype;

    init.call(obj,selector,context,root);    return typeof result === 'obj'? result : obj;

}

从上述分解过程可以看出,javascript在通过 new 来创建一个实例对象的时候,会先创建了一个普通对象obj,然后将obj的内部属性__proto__指向了init的原型对象,因此obj的原型链将被改变,而第3步使用call方法调用init(),所以init中的this指的就是这里的obj对象。

init()执行以后,会将匹配到的所有DOM对象以数组的方式存储到this对象中并返回,也就是返回了obj对象,而new运算符最终也会将这个 obj 对象返回以作为新的实例对象。所以new运算符返回的这个实例对象具备两个特点:一是包含了DOM查询结果集,二是其原型链继承了init的prototype,而 init 的 prototype 又指向了jQuery.fn对象,因此实例对象也具备了这些操作方法。

jQuery每执行一次查询就会创建一个jQuery对象,而在同一个应用程序中,所有jQuery对象都会共享同一个jQuery原型对象。因此,jQuery对象不仅包含了DOM查询结果集,还继承了jQuery原型对象上的操作方法。这样,你就可以在查询后直接调用方法来操作这些DOM元素了。这就是jQuery的核心架构设计,简单、方便、实用!

如果你还不理解上面的讲解,不要着急,我按照jQuery的设计思路写了一个完整的小项目jDate,你可以对比着理解!jDate项目已上传至GitHub,你可以点击这里查看完整代码:jDate ,如有不同见解,欢迎讨论!

3 jQuery 的缺陷

通过对jQuery的核心架构分析,我们会发现,每执行一次查询,jQuery就要在内存中构建一个复杂的jQuery对象,虽然说每个jQuery对象都共享同一个jQuery原型,但jQuery的查询过程远比你想象的要复杂,它既要考虑各种不同的匹配标识,同时又要考虑不同浏览器的兼容性。因此,如果你只是对DOM做一些简单的操作,建议使用原生方法 querySelector 替代 jQuery,不过在使用原生方法时,对于不同的应用场景你可能要做一些兼容性的工作,你要学会取舍,不要过度依赖jQuery!

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