什么是框架?

先摘录并翻译一段 wiki:

In computer programming, a software framework is an abstraction in which software providing generic functionality can be selectively changed by additional user-written code, thus providing application-specific software. A software framework provides a standard way to build and deploy applications. A software framework is a universal, reusable software environment that provides particular functionality as part of a larger software platform to facilitate development of software applications, products and solutions. Software frameworks may include support programs, compilers, code libraries, tool sets, and application programming interfaces (APIs) that bring together all the different components to enable development of a project or system.

在编程领域,软件框架是指一种抽象形式,它提供了一个具有通用功能的软件,这些功能可以由使用者编写代码来有选择的进行更改,从而提供服务于特定应用的软件。软件框架提供了一种标准的方式来构建并部署应用。

软件框架是一种通用的、可复用的软件环境,它提供特定的功能,作为一个更大的软件平台的一部分,用以促进软件应用、产品和解决方案的开发工作。软件框架可能会包含支撑程序、编译器、代码、库、工具集以及 API,它把所有这些部件汇集在一起,以支持项目或系统的开发。

Frameworks have key distinguishing features that separate them from normal libraries:

框架和普通的库在特性上具有一些关键性的区别:

  1. inversion of control_: In a framework, unlike in libraries or in standard user applications, the overall program’s flow of control is not dictated by the caller, but by the framework.[1]控制反转:与库或普通的应用不同,在框架中,应用的宏观控制流程不是由调用者决定的,而是由框架本身。
  2. extensibility_: A user can extend the framework – usually by selective overriding; or programmers can add specialized user code to provide specific functionality.可扩展性:用户可以扩展该框架 —— 通常是有选择的进行改写(Override)或者由程序员添加专门的用户代码来提供特定的功能。
  3. non-modifiable framework code_: The framework code, in general, is not supposed to be modified, while accepting user-implemented extensions. In other words, users can extend the framework, but should not modify its code.不可修改框架代码:通常,框架代码都不打算让你修改,而是接受由用户自己实现的某些扩展。换句话说,用户可以扩展该框架,但是不应该修改它的代码。

形象点比喻(但不够严谨),框架就是条生产线,这条生产线上有很多工人(代码)在工作。生产线的管理者(程序员)负责管理这条生产线,比如说有的工序是空的,那么你就可以安排自己的工人进去,让他去达成你的目标。有些工序上的工人干的工作和你预期的不同,你也可以安排自己的工人把他替换掉。

但是无论如何,你的工人除了执行你的意志之外,还要遵守那个工序的强制性要求,他想磨洋工或粗制滥造是不行的,因为这个流水线上的下一个工序可能有超时检查或质量检查,出了错直接就把这个流水线给你停掉,甚至对于一些强制性检查,你作为管理者都无权忽略它。

可以想见,一条好的生产线的价值有多大。生产线绝不仅仅是一组机器而已,它是很多年的管理经验的结晶,这些才是最值钱的,否则光靠那些机器能值几个钱?有了生产线,对工人(代码)的要求大大降低了,甚至对管理者(程序员)的要求也大大降低了。当然,如果你只想生产个“能穿”的鞋子,那么这条生产线几乎没有附加价值,甚至会提高你的成本。但是如果你想生产一个“高质量”的鞋子,那么这条生产线是别人的鞋子卖10块而你的鞋子能卖到1000块的根本保障。

总体来说,建立生产线的目标就是制定规矩,保障品质,让高品质可以用较低的代价进行复制。框架也是如此。

从代码结构上看,框架在宏观层面使用的都是注册、回调机制。这种机制有一个形象的名称,叫做好莱坞法则,为什么叫好莱坞法则呢?因为好莱坞想要成名的演员太多了,都想去找导演,这样下去导演的工作效率势必会受到严重的影响。于是导演就立下了“规矩”,不要打给我们(Don’t call us),等我们打给你(We’ll call you!)。由于这个 call 和程序调用的 call 是同一个词,于是编程界就把这句话搬过来,变成了回调(callback)的形象代言人。

比如在 Java 的 Spring 框架中,你只要给一个类加上 @Service 注解,它就会自动被 Spring 作为服务管理起来,当 Spring 认为需要的时候,就会创建这个类并且把它的实例传给需求方。在 Angular 中也是一样,你只要给一个类加上 @Component 注解(装饰器),它就会自动被 Angular 当做组件管理起来,当 Angular 认为需要的时候,就会创建这个类,并且把它的实例传给需求方(比如路由器)。

这些注解中还可以带一些额外信息,被称为元数据。所谓“元数据”就是 metadata,指的是关于数据的数据,这不是 Angular 自创的名词,其它编程领域已经使用了几十年了。当 Angular 准备创建一个组件的时候,它就会找到这些元数据,从中找出这个组件的模板(因为组件本身是纯类,没有携带任何模板信息),然后据此对 DOM 进行操纵。

而你写的这些组件类和模板,其实就是“由程序员添加专门的用户代码来提供特定的功能”,因为框架是不会关心你的组件的外观和逻辑的,它唯一关心的就是你必须遵循它的规范来工作,否则它就会给你报错(比如,“连模板都没有还敢说自己是 Angular 组件?”)。

而库则跟框架相反,宏观上说,它是等着你调用的,你要什么功能它就给你什么函数,然后你调用这个函数,把所需的参数传进去就行了,而不是让你遵守它的那么多规矩。所以你很自由,但是你也要自己为整件事负责。你要自己创建组件、创建服务等,自己来驱动整个流程,自己做必要的检查,当然也可以不做,反正对十块钱的鞋子别人可能只希望能穿一个月就行了。

那么,问题来了,框架一定会比库高级吗?显然不是,甚至连框架的功能都不一定比库多。它们只是定位不同、设计理念不同而已。对于 Angular 来说,它会更希望你遵守一些规矩,这样当系统需要长期维护、甚至要经历很多人员更迭的时候,才不至于腐化。它希望每个开发人员都不必了解应用的全貌就能很好地完成工作(因为有当前工序的操作手册和检查点)。当然,它也不会干涉那些它不需要关心的事情,比如组件模板中你放 h1 还是放 div 它是不在乎的。这些目标用库也能达到,不过对人员的架构观和做事的自律性会有相应的要求,毕竟没人管了,那你自己就不能放任自流。

然而,在现实中,很多应用的整个生命周期可能都不会超过一年,甚至还有很多生命周期几天的活动页,那么,这些应用和页面的可维护性其实并不重要,甚至连是否能让不同的人协作都无所谓。那么点功能,能出什么 bug?一次性的需求,管什么可扩展性?这时候,学习成本就会成为一个很重要的参考因素。

学习 Angular 最难的就是遵守并理解规矩。然而大部分人天生是不愿遵守规矩的,特别是有些规矩可能他都无法理解为什么(虽然这可能是前人根据血的教训总结出来的)。可是,一旦遵守并理解了这些规矩,那么一扇新的大门就对你敞开了,你会发现跨上这个台阶之后,无论前端技术还是后端技术还是移动端技术,都遵循着很多相同的理念,即使出现了新的挑战,你也可以套用这些理念去解决。

规矩即自由。孔子把“从心所欲,不逾矩”当做自己的最佳状态,其实很多事都是这样。一旦深刻理解了设计和使用框架的思维模式,你将迎来一个实质性的提升。

在我工作的前五年,编程时很“聪明”,用技巧解决了很多问题,但之后的十五年(恰好在那一年我知道了框架的概念),我爱上了规矩,不但自己给自己(根据血泪教训)立各种规矩,而且从别人那里借鉴了很多规矩,无论是宏观的还是微观的。可以说,规矩就是固化的好习惯,虽然有时候也会成为阻碍,但是如果你想在编程领域工作到退休,那么这些规矩就是你表面上最大的资产,而对这些规矩的来龙去脉的理解和领悟,则是你深层次中最大的资产。


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汪志成

汪志成

资深ThoughtWorker。Google开发者专家(Web领域)。儒家信徒,好为人师,好为人师。崇尚简单、专业、分享。个人站点:https://wx.angular.cn

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