解剖小程序的 setData
更新日期:
小程序的双线程，之前也有详细讲过了。而双线程的设计，使得逻辑层和渲染层无法直接进行数据传输。那双线程的渲染机制、通信机制，setData 的出现、工作原理、使用建议等，应该要怎么去理解呢？
无处不在的 setData
几乎每个开发者都会用到setData，要是在复杂的页面中，写了很多的setData，然后我们会发现页面真的是延迟严重，甚至卡顿、假死。
官方在性能优化中有提到：
- 避免频繁的去 setData。
- 避免每次 setData 都传递大量新数据。
- 后台态页面进行 setData。
但是到底是为什么呢？setData的出现、设计方案是怎样的，又为何要这么设计呢？一切都还是要从双线程说起。
小程序的虚拟 DOM
双线程的难题
我们知道，小程序的双线程设计，主要为了管控安全，避免操作 DOM。（可参考《小程序的底层框架》）
把开发者的 JS 逻辑代码放到单独的线程去运行，因为不在 Webview 线程里，所以这个环境没有 Webview 任何接口，自然开发者就没法直接操作 DOM，也就没法动态去更改界面。
但是，这样就产生了新的问题。没法操作 DOM，那用户交互需要界面变化的话怎么办呢？
模板数据绑定
模版数据绑定的方案，已经成为前端框架中最基础的功能。
数据绑定的过程其实不复杂：
- 解析语法生成 AST。
- 根据 AST 结果生成 DOM。
- 将数据绑定更新至模板。
浏览器会把 HTML 解析成一棵树，最后渲染出来。整个界面是对应着一棵 DOM 树。
其实浏览器页面的 DOM 结构树，也是 AST 的一种，把 HTML DOM 语法解析并生成最终的页面。而模板引擎中常用的，则是将模板语法解析生成 HTML DOM。
而最容易引发性能问题的，主要是第三点。而关于数据更新的解决方案，React 首先提出了虚拟 DOM 的设计，而现在也基本被大部分框架吸收，小程序也不例外。
虚拟 DOM 机制
说到数据更新的 Diff，更多的则是Diff + 更新模板这样一个过程。
虚拟 DOM 解决了常见的局部数据更新的问题，例如数组中值位置的调换、部分更新。
一般来说计算过程如下：
- 用JS对象模拟DOM树。
一个真正的DOM元素非常庞大，拥有很多的属性值。而其中很多的属性对于计算过程来说是不需要的，所以我们的第一步就是简化 DOM 对象。 我们用一个 JavaScript 对象结构表示 DOM 树的结构。
- 比较两棵虚拟DOM树的差异。
当状态变更的时候，重新构造一棵新的对象树。然后用新的树和旧的树进行比较，记录两棵树差异。通常来说这样的差异需要记录，最后得到一组差异记录。
- 把差异应用到真正的DOM树上。
对差异记录要应用到真正的 DOM 树上，例如节点的替换、移动、删除，文本内容的改变等。
小程序里，由于无法直接操作 DOM，主要也是通过数据传递的方式来进行相关的模版更新。模版绑定的机制、数据更新的机制，都可以参照上面的说明，想更具体理解也可以参考《前端模板引擎》。
那么既然不在一个线程，数据的通信是怎么做的呢？
小程序的数据通信与渲染机制
双线程通信方式
小程序的视图层目前使用 WebView 作为渲染载体，而逻辑层是由独立的 JavascriptCore 作为运行环境。在架构上，WebView 和 JavascriptCore 都是独立的模块，并不具备数据直接共享的通道。
一个小程序存在多个界面，所以渲染层存在多个 WebView 线程。 逻辑层和渲染层的通信会经由微信客户端（Native）做中转，逻辑层发送网络请求也经由 Native 转发 ，小程序的通信模型如图：
当前，视图层和逻辑层的数据传输，实际上通过两边提供的 evaluateJavascript 所实现。即用户传输的数据，需要将其转换为字符串形式传递，同时把转换后的数据内容拼接成一份 JS 脚本，再通过执行 JS 脚本的形式传递到两边独立环境。
而 evaluateJavascript 的执行会受很多方面的影响，数据到达视图层并不是实时的。所以我们的setData函数将数据从逻辑层发送到视图层，是异步的。
有了线程之间的通信，我们来看看小程序的渲染机制。
双线程渲染机制
双线程的渲染，其实是结合了前面的一系列机制（模版绑定、虚拟 DOM、线程通信），最后整合的一个执行步骤。
1. 通过模版数据绑定和虚拟 DOM 机制，小程序提供了带有数据绑定语法的 DSL 给到开发者，用来在渲染层描述界面的结构。
就是我们常见的这些：1
2
3<view> {{ message }} </view>
<view wx:if="{{condition}}"> </view>
<checkbox checked="{{false}}"> </checkbox>
噢，这里顺便吐个槽，wx:if竟然不支持[].indexOf(xx) > -1等等相关的函数运算（摔！）。
2. 小程序在逻辑层提供了设置页面数据的 api。
不用问就是setData了：1
2
3this.setData({
key: value
})
setData函数用于将数据从逻辑层发送到视图层（异步），同时改变对应的this.data的值（同步）。
3. 逻辑层需要更改界面时，只要把修改后的 data 通过 setData 传到渲染层。
传输的数据，会转换为字符串形式传递，故应尽量避免传递大量数据。
4. 渲染层会根据前面提到的渲染机制重新生成 VD（虚拟 DOM）树，并更新到对应的 DOM 树上，引起界面变化。
原生组件的出现
原生组件的出现，其实与 setData 的机制也有那么点关系，那么就当题外话一块补充下。
频繁交互的性能
我们知道，用户的一次交互，如点击某个按钮，开发者的逻辑层要处理一些事情，然后再通过 setData 引起界面变化。这样的一个过程需要四次通信：
- 渲染层 -> Native（点击事件）。
- Native -> 逻辑层（点击事件）。
- 逻辑层 -> Native（setData）。
- Native -> 渲染层（setData）。
在一些强交互的场景（表单、canvas等），这样的操作流程会导致用户体验卡顿。
引入原生组件
前面也说过，小程序是 Hybrid 应用，除了 Web 组件的渲染体系（上面讲到），还有由客户端原生参与组件（原生组件）的渲染。
引入原生组件主要有 3 个好处：
- 绕过 setData、数据通信和重渲染流程，使渲染性能更好。
- 扩展 Web 的能力。比如像输入框组件（input, textarea）有更好地控制键盘的能力。
- 体验更好，同时也减轻 WebView 的渲染工作。比如像地图组件（map）这类较复杂的组件，其渲染工作不占用 WebView 线程，而交给更高效的客户端原生处理。
而原生组件的渲染过程：
- 组件被创建，包括组件属性会依次赋值。
- 组件被插入到 DOM 树里，浏览器内核会立即计算布局，此时我们可以读取出组件相对页面的位置（x, y坐标）、宽高。
- 组件通知客户端，客户端在相同的位置上，根据宽高插入一块原生区域，之后客户端就在这块区域渲染界面。
- 当位置或宽高发生变化时，组件会通知客户端做相应的调整。
简单来说，就是 原生组件在 WebView 这一层只需要渲染一个占位元素，之后客户端在这块占位元素之上叠了一层原生界面。
有利必有弊，原生组件也是有限制的：
- 最主要的限制是一些 CSS 样式无法应用于原生组件
- 由于客户端渲染，原生组件的层级会比所有在 WebView 层渲染的普通组件要高
参考
结束语
总而言之，这一节内容主要是围绕 setData 展开，包括双线程的渲染机制、通信机制，setData 的出现（逻辑层通知渲染层）、工作原理（evaluateJavascript 字符串传递）、使用建议（setData 交互性能）、性能优化（原生组件出现）。
小程序乍一看是简单的双线程设计，但仔细研究就会发现设计过程中也遇到了不少问题，不断探索解决才有了现在的美好样子。我们在开发过程中会踩的一些坑，其实在理解原理之后便很容易懂了。
现在再来看，官方在性能优化中说到的优化建议，你都能深刻理解了吗？
码生艰难，写文不易，给我家猪囤点猫粮了喵~
查看Github有更多内容噢：https://github.com/godbasin
更欢迎来被删的前端游乐场边撸猫边学前端噢
如果你想要关注日常生活中的我，欢迎关注“牧羊的猪”公众号噢