Zepto 源码分析 1 - 进入 Zepto

选择 Zepto 的理由

Zepto is a minimalist JavaScript library for modern browsers with a largely jQuery-compatible API. If you use jQuery, you already know how to use Zepto.

Zepto 是一个用于现代浏览器的与 jQuery 大体兼容的 JavaScript 库。如果你使用过 jQuery 的话,你已经知道如何使用 Zepto 了。

Zepto.js 官方网对其进行的描述简而言之即为一个大体兼容 jQuery 的 JavaScript 库,因此是否选择分析 Zepto 这样的库前置问题即为,对于此情此景下的前端入门者(2017 年的前端入行者,Like Me)是否还有分析 jQuery 源码的必要?

我心中的答案,便是有也没有,先说没有必要的一方面:

  • jQuery 包含大量针对“两套标准”的兼容实现,最明显的例子即是对 XHR 的处理方式上,因此对于类似的片段,寻找解决方案已经没有太大的意义:
var xhrSuccessStatus = {

        // File protocol always yields status code 0, assume 200
        0: 200,

        // Support: IE <=9 only
        // #1450: sometimes IE returns 1223 when it should be 204
        1223: 204
    },
  • jQuery 处理逻辑的基本对象基于 DOM,因此同时包含基础库 Sizzle.js 用以实现纯粹的跨平台选择器实现,但由于 Document.querySelectorAll() 的兼容实现已经覆盖所有现代浏览器,类似这样的判断也没有了太多的借鉴价值:
if ( support.qsa &&
    !nonnativeSelectorCache[ selector + " " ] &&
    (!rbuggyQSA || !rbuggyQSA.test( selector )) &&
    
    // Support: IE 8 only
    // Exclude object elements
    (nodeType !== 1 || context.nodeName.toLowerCase() !== "object") )

-再说有必要的一方面,仍然拿 querySelectorAll 举例,Zepto 这一 jQuery 兼容库中将其封装为了如下的 qsa 函数:

  zepto.qsa = function(element, selector) {
  //\ ...
      return element.getElementById && isSimple && maybeID
      ? (found = element.getElementById(nameOnly))
      //\ ...
      : slice.call(
          isSimple && !maybeID && element.getElementsByClassName
            ? maybeClass
              ? element.getElementsByClassName(nameOnly)
              : element.getElementsByTagName(selector)
            : element.querySelectorAll(selector)
        );
  };

即在调用该函数时,根据类型先做出判断,如果目标为可识别的类型,那么采取相应的方法进行选择,最终降级到使用 querySelectorAll() 这一函数进行选择。采用该方法的目的即为了尽可能的提高选择器性能,参考 jsperf getElementById vs querySelector 的运行结果便可略知一二:

测试调用 Ops / Sec Ops 差距
document.getElementById("foo") 27,869,670 fastest
document.querySelector("#foo") 11,206,845 62% slower
document.querySelector("[id=foo]") 11,281,576 59% slower

另一个例子,关于 jQuery 对象本质的问题,以简化的 Zepto 为例,其拥有如下多种的初始化方式:

$()
$(selector, [context])  ⇒ collection
$()  ⇒ same collection
$()  ⇒ collection
$(htmlString)  ⇒ collection
$(htmlString, attributes)  ⇒ collection v1.0+
Zepto(function($){ ... }) 

而其调用生成的对象仅仅形似一个数组,但却如何实现可以简单的操作 DOM 元素:

// 构造一个空的 Zepto(Z) 对象
> $()

[selector: ""]
-> selector: ""
-> length: 0
-> __proto__: Object

// 选择并着色
> $("p:last-child").css('background-color', 'aliceblue')

答案便存在于 Zepto 的模块结构当中,$.fn 包含暴露在外的工具函数,当一个 Z 对象创建时将其设定为原型没,便可获取其中的工具函数:

zepto.Z.prototype = Z.prototype = $.fn;

这样设计思想与实现方式的例子在 jQuery/Zepto 中比比皆是。面对有还是没有必要阅读 jQuery 源码的问题,比起 jQuery 中写满浏览器峥嵘历史的长篇巨著,Zepto 将其简化为了:

  • 主体部分 1000 行的代码规模
  • 高度的 jQuery API 兼容
  • 模块化的组合方式,默认编译方式只包含现代浏览器支持

最大限度的降低了阅读成本,因此该问题的答案,可以回答为去粗取精,通过分析一种 jQuery 20% 代码量的最简核心实现(Zepto),领略其 80% 的设计思想

环境搭建

Zepto 分析环境的搭建仅需要一个常规页面原始代码

  • 一个常规页面:打开 Zepto 的首页即可,在开发人员工具中即可使用 Zepto
  • 原始代码:本篇分析的 Zepto 代码参照 Commit 3172e9,进入该代码分支中即可。

热身部分,先从 Zepto 的模块结构开始:

模块结构

Zepto 核心部分包含 zepto module 等五个默认编译入生产代码的模块,并且给出了扩展插件的方法,那么第一个问题便是,Zepto 是如何引入并提供模块结构的

  • 进入 package.json 发现 Zepto 项目提供了三个公用的命令行入口,供 coffee-script 使用,实际入口为 make
    "scripts": {
        "test": "coffee make test",
        "dist": "coffee make dist",
        "start": "coffee test/server.coffee"
    },
  • 进入 make 文件,直接找到它生成 dist 的过程:
//\ Line 33
target.dist = ->
  target.build()
  target.minify()
  target.compress()

target.build = ->
  cd __dirname
  mkdir '-p', 'dist'

  //\ 这里标明了 5 个默认的编译模块,可以通过环境变量改变编译目标,且这些模块名称即为对应的文件名
  modules = (env['MODULES'] || 'zepto event ajax form ie').split(' ')
  module_files = ( "src/#{module}.js" for module in modules )
  
  //\ 声明许可证,放在 dist 头部,将目标源码文件中的注释删除,将 3 行以上的空行转换为两个空行写入
  intro = "/* Zepto #{describe_version()} - #{modules.join(' ')} - zeptojs.com/license */\n"
  dist = cat(module_files).replace(/^\/[\/*].*$/mg, '').replace(/\n{3,}/g, "\n\n")
  
  //\ 判断是否将 AMD Layout 写入,如果是,则将上文代码填入 AMD 代码段中,回报体积
  dist = cat('src/amd_layout.js').replace(/YIELD/, -> dist.trim()) unless env['NOAMD']
  (intro + dist).to(zepto_js)
  report_size(zepto_js)
  • 几点额外的补充:

    • make 中的 #!/usr/bin/env coffee 是类 Unix 操作系统中表示文本文件解析器的声明 Shebang),类似于 HTML 文档的 DOCTYPE,该文件写法可明显看出 Linux Shell 脚本的意味,不过采用了 shelljs 这一运行在 Nodejs 上的库进行了跨平台。
    • make 中的 compress 过程中用到了 gzip 进行压缩: inp.pipe(gzip).pipe(out),该项压缩对于用户是透明的,用户浏览器可以通过 Content-Encoding HTTP 字段获知该文件已被压缩过并提供预解压操作,详见 MDN - HTTP 协议中的数据压缩
    • make 脚本中还有很多的借鉴之处,例如 102 行 git 相关操作,以及 108 行开始调用 uglify.js 进行代码压缩的过程等,无论用 gruntwebpack 组织流水线也只是相似的工序,提供多个出口。
  • 对于 src/amd_layout 这一没被列入模块列表中的文件,其作用即为兼容 AMD 标准
//\ src/amd_layout
//\ 作用于全局的 IIFE
(function(global, factory) {

  //\ AMD 兼容写法
  if (typeof define === 'function' && define.amd)
    define(function() { return factory(global) })
  else
    factory(global)
}(window, function(window) {

  //\ 如果包含 AMD 编译,就将上文代码完整写入该函数
  YIELD
  return Zepto
}))

此模块忽略 AMD 相关逻辑会得到一个 JavaScript 库中常见的立即执行表达式(IIFE)结构,使用该结构的目的即为构造块级作用域,防止库中的变量对全局进行污染,是一种非常常用的包装方法,详见 MDN - IIFE

(function(global, factory) {
  //\ ...
}(
  //\ ...
))

进入 Zepto 主模块

分析完 Zepto 模块结构,开始进入 Zepto 主模块,主模块框架如下:

//\ src/zepto.js

//\ 将 Zepto 定义为一个 IIFE
var Zepto = (function() {
  //\... Zepto 内部变量定义部分 6-47 行

  //\... Zepto 内部对象 zepto / 公共函数定义部分 48-167 行

  //\... zepto/Z/$ 关系构造
  zepto.Z =
  zepto.isZ =
  zepto.init =
  $ =
  extend =
  $.extend =
  
  //\... 与 DOM 的桥梁 - querySelectorAll 实现
  zepto.qsa =
  
  //\ $ 对象对外的工具函数 279-404 行
  
  //\ 定义 $.fn,通过原型链赋予方法 
  $.fn = {
    constructor: zepto.Z,
    //\ ...
  }
  
  //\ 一些对于 $.fn 的其他函数实现 852-936 行
  
  //\ 继续处理 zepto/Z/$ 的关系,将 Z 的原型指向 $.fn
  zepto.Z.prototype = Z.prototype = $.fn

  zepto.uniq = uniq
  zepto.deserializeValue = deserializeValue
  
  //\ 将内置对象 zepto 挂载到 $ 对象
  $.zepto = zepto

  //\ 将 $ 作为 IIFE 返回值返回
  return $
})()

//\ 将 window.Zepto 指向 Zepto IIFE 的返回值 '$'
window.Zepto = Zepto

//\ 如果 '$' 还未被占用,就将其也初始为 Zepto IIFE 的返回值 '$'
window.$ === undefined && (window.$ = Zepto)

其核心设计思想即体现在 zepto/Z/$ 这三个组件之间的关系上,处理他们的关系也正是本篇的目的所在。

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