ThoughtWorksInc/Binding.scala

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Reactive data-binding for Scala

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README-zh.md

原文

Binding.scala

Binding.scala 是一个用 Scala 语言编写的数据绑定框架，可以在 JVM 和 Scala.js 上运行。

Binding.scala 可以用作 reactive web freamework。它允许你使用原生 XHTML 语法去创建 reactive DOM 节点，这种 DOM 节点可以在数据源发生变化时自动地改变。

使用 Binding.scala 时可以参考 Binding.scala • TodoMVC 或者其他 DEMOs，他们中包含了许多常见功能的实现。

与其他 reactive web framework 对比

与其他 reactive web framework（例如 ReactJS）对比，Binding.scala 有更多的特性以及更少的概念。

	Binding.scala	ReactJS
HTML 语法支持	支持	部分支持。Regular HTML 不会编译，除非开发者人为地将 `class` 属性和 `for` 属性改为 `className` 和 `htmlFor`，并且人为地将 `行内样式` 的语法从 CSS 语法改为 JSON 语法。
DOM 更新算法	精准的数据绑定，比虚拟 DOM 更快	虚拟 DOM 之间存在差异，对于复杂的 DOM 你需要手动地管理 `key` 属性。
数据绑定表达式的生命周期管理	完全自动	无
静态类型检查	支持，甚至是 HTML 标签和属性	不支持
学习曲线	一直很简单	容易上手，但在理解边界情况时需要投入大量精力。

更多详细信息，请查看设计。

开始使用

我们将在接下来的步骤里编写一个 Binding.scala 网页。

第 0 步：配置一个 Sbt Scala.js 项目

参考 http://www.scala-js.org/tutorial/basic/ 获取详细信息。

第 1 步：在你的 `build.sbt` 中添加 Binding.scala 依赖项

libraryDependencies += "com.thoughtworks.binding" %%% "dom" % "latest.release"

addCompilerPlugin("org.scalamacros" % "paradise" % "2.1.0" cross CrossVersion.full)

第 2 步：创建一个 `data` 域，其中包含一些 `Var` 和 `Vars` 作为你数据绑定表达式的数据源

case class Contact(name: Var[String], email: Var[String])

val data = Vars.empty[Contact]

一个 Var 代表一个可绑定变量，同时它也实现了 Binding 特性，这就意味着一个 Var 也可以被视为一个是数据绑定表达式。如果其他数据绑定表达式依赖与一个 Var ，那么该表达式的值将在这个 Var 的值改变时作出相应的改变。

一个 Vars 代表一个可绑定变量序列，同时它也实现了 BindingSeq 特性，这就意味着一个 Vars 也可以被视为一个序列的数据绑定表达式。如果另一个数据绑定表达式依赖与一个 Vars ，那么该表达式的值将在这个 Vars 的值改变时作出相应的改变。

第 3 步：创建一个含有数据绑定表达式的 `@dom` 方法

@dom
def table: Binding[Table] = {
  <table border="1" cellPadding="5">
    <thead>
      <tr>
        <th>Name</th>
        <th>E-mail</th>
      </tr>
    </thead>
    <tbody>
      {
        for (contact <- data) yield {
          <tr>
            <td>
              {contact.name.bind}
            </td>
            <td>
              {contact.email.bind}
            </td>
          </tr>
        }
      }
    </tbody>
  </table>
}

一个 @dom 方法代表一个数据绑定表达式。

其返回值类型永远被包装成 com.thoughtworks.binding.Binding 特性。例如， @dom def x: Binding[Int] = 1， @dom def message: Binding[String] = "content"

@dom 方法支持 HTML 语法。并不像通常 Scala 方法中的 XML 语法， HTML 语法的类型是 org.scalajs.dom.raw.Node 或者 com.thoughtworks.binding.BindingSeq[org.scalajs.dom.raw.Node] 的子类型，而不是 scala.xml.Node 或者 scala.xml.NodeSeq。因此我们写出这样的代码，@dom def node: Binding[org.scalajs.dom.raw.HTMLBRElement] = <br/> 以及 @dom def node: Binding[BindingSeq[org.scalajs.dom.raw.HTMLBRElement]] = <br/><br/>。

由其他数据绑定表达式组成的 @dom 方法有两种编写方式：

你可以在 @dom 方法中使用 bind 方法来获取其他 Binding 的值。
你可以在 @dom 方法中使用 for 或者 yield 表达式将 BindingSeq 映射到其他的表达式上。

你可以通过使用 { ... } 插入语法来在其他 HTML 元素中嵌入 Node 或者 BindingSeq[Node]。

第 4 步：在 `main` 方法中将数据绑定表达式渲染至 DOM

@JSExport
def main(): Unit = {
  dom.render(document.body, table)
}

第 5 步：在 HTML 页面中调用 `main` 方法

<!DOCTYPE html>
<html>
  <head>
    <script type="text/javascript" src="js-fastopt.js"></script>
  </head>
  <body>
    <script type="text/javascript">
      SampleMain().main()
    </script>
  </body>
</html>

至此，你会看见一个只含有表头的空表格，这是因为 data 现在是空的。

第 6 步：添加一些 `<button>` 用于填充表格的 `data`

@dom
def table: Binding[BindingSeq[Node]] = {
  <div>
    <button
      onclick={ event: Event =>
        data.get += Contact(Var("Yang Bo"), Var("[email protected]"))
      }
    >
      Add a contact
    </button>
  </div>
  <table border="1" cellPadding="5">
    <thead>
      <tr>
        <th>Name</th>
        <th>E-mail</th>
        <th>Operation</th>
      </tr>
    </thead>
    <tbody>
      {
        for (contact <- data) yield {
          <tr>
            <td>
              {contact.name.bind}
            </td>
            <td>
              {contact.email.bind}
            </td>
            <td>
              <button
                onclick={ event: Event =>
                  contact.name := "Modified Name"
                }
              >
                Modify the name
              </button>
            </td>
          </tr>
        }
      }
    </tbody>
  </table>
}

当你点击 "Add a contact" 按钮时，它会在 data 中添加一个新的联系人，于此同时，因为 Binding.scala 知道 DOM 与 data 之间的关系，那么它就会添加一个新的、与新增的联系人信息对应的 <tr> 。

当你点击 "Modify the name" 按钮时，对应联系人的 name 将会发生改变，这是因为 Binding.scala 将对应的 tr 中 name 的值改变了。

完整的例子请参考 https://github.com/ThoughtWorksInc/Binding.scala-sample 。

设计

精准的数据绑定

ReactJS 需要用户为每一个组件提供 render 函数。 render 函数需要将 props 和 state 映射至 ReactJS 的虚拟 DOM，然后，ReactJS 框架会根据虚拟 DOM 的结构，创建一套结构相同的真实的 DOM。

当 state 改变时，ReactJS 框架会调用 render 函数去获取一个新的虚拟 DOM。然而很不幸的是，ReactJS 并不能够确切地知道 state 改变了什么。因此，ReactJS 不得不将新的虚拟 DOM 和原来的虚拟 DOM 进行比较，并由此来猜测两个虚拟 DOM 之间的改变，最终应用到实际的 DOM 上。

举例来说，在你在 <table> 中的 <tbody> 的开头添加了一行 <tr>， ReactJS 可能会认为你改变了 <tbody> 中所有的 <tr>，并且在末尾添加了一行 <tr>。

原因是 ReactJS 中的 render 函数并不能描述 state 和 DOM 之间的关系。相反，它表达的是创建虚拟 DOM 的过程。也就是说，尽管作为数据绑定框架毫无疑问需要关于 state 改变的信息，但是 ReactJS 中的 render 函数却不能提供相关信息。

与 ReactJS 不同，Binding.scala 中的 @dom 方法并不是一个普通的函数。它是一个描述数据源和 DOM 之间关系的模板。当数据源发生部分改变时，Binding.scala 可以知道 DOM 中具体的哪些部分对应这些改变的数据。因此，Binding.scala 只需要重新计算部分的 @dom 方法来获取部分的 DOM。

有着 Binding.scala 提供的精准的数据绑定能力的帮助，你可以摆脱不必要的、用于应对 ReactJS 的猜测算法的概念，比如 key 属性，shouldComponentUpdate 方法，componentDidUpdate 方法以及 componentWillUpdate 方法。

模块性

在 ReactJS 中最小的组成单元是组件。

毫无疑问 React 组件要比 AngularJS 控制器更加轻量级，然而 Binding.scala 又比它更加优秀。

在 Binding.scala 中最小的组成单元仅仅是 @dom 方法。每一个 @dom 方法有能力通过 .bind 组合其他的 @dom 方法。

case class Contact(name: Var[String], email: Var[String])

@dom
def bindingButton(contact: Contact): Binding[Button] = {
  <button
    onclick={ event: Event =>
      contact.name := "Modified Name"
    }
  >
   Modify the name
  </button>
}

@dom
def bindingTr(contact: Contact): Binding[TableRow] = {
  <tr>
    <td>{ contact.name.bind }</td>
    <td>{ contact.email.bind }</td>
    <td>{ bindingButton(contact).bind }</td>
  </tr>
}

@dom
def bindingTable(contacts: BindingSeq[Contact]): Binding[Table] = {
  <table>
    <tbody>
      {
        for (contact <- contacts) yield {
          bindingTr(contact).bind
        }
      }
    </tbody>
  </table>
}

@JSExport
def main(): Unit = {
  val data = Vars(Contact(Var("Yang Bo"), Var("[email protected]")))
  dom.render(document.body, bindingTable(data))
}

你可以发现这种方法要比 ReactJS 简单很多，因为：

你可以简单地为 Binding.scala 提供参数，而不用像在 ReactJS 中一样传递 props。
在 Binding.scala 中，你可以简单地定义参数类型，而不用像在 ReactJS 中一样指定 propTypes。
你可以在编译期进行类型检查，而不用像在 ReactJS 中一样只能在运行期间获得异常。

数据绑定表达式的生命周期管理

毫无疑问，Binding.scala 具有的精准数据绑定能力需要监听者对数据源注册。其他的拥有这种能力的 reactive frameworks 需要用户管理数据绑定的生命周期。

例如，MetaRx 提供了 dispose 方法用于注销监听者。在表达式改变后，每次调用 map 和 flatMap 方法，MetaRx 的用户都有义务去调用 dispose 方法，否则 MetaRx 会有内存泄漏。然而非常不幸的是，对于复杂的绑定表达式，每次都需要手动地正确调用 dispose 实在是太困难了。

另一个 reactive web framework Widok 没有提供任何机制用于管理数据绑定表达式的生命周期。而这样的结果就是，Widok 一直在泄漏内存。

在 Binding.scala 中，与 MetaRx 以及 Widok 不同，所有的数据绑定表达式都是纯函数式的，不带有任何副作用。 Binding.scala 不会在用户创建表达式式注册任何的监听者，因此用户并不需要像在 MetaRx 一样手动地注销监听者。

当用户在根表达式中调用 dom.render 或者 Binding.watch 时，Binding.scala 一同创建了所有的监听者，而不仅仅是根表达式的直接监听者。

简而言之，Binding.scala 将函数分为两类：

用户定义的 @dom 方法，用于产生不带副作用的纯函数式的数据绑定表达式。
调用 dom.render 以及 Binding.watch 的函数，自动地管理所有副作用。

HTML 语法和静态类型检查

如你所见，你可以在 Scala 源码文件中的 @dom 方法里嵌入 HTML 语法。你也可以在 HTML 标签里在 { ... } 中或者在属性值中书写 Scala 代码。

@dom
def notificationBox(message: String): Binding[Div] = {
  <div class="notification" title={ s"Tooltip: $message" }>
    {
      message
    }
  </div>
}

不论 HTML 语法在 Binding.scala 和 ReactJS 之间的相似性， Binding.scala 创建真正的 DOM 而不是 ReactJS 中的虚拟 DOM。

在上述例子中，<div>...</div> 创建了一个类型为 org.scalajs.dom.html.Div 的 DOM 元素。之后，神奇的 @dom 使得返回值被包装成 Binding 类型。

你甚至可以将 Div 赋值给局部变量并且在它上面调用原生 DOM 方法：

@dom
def notificationBox(message: String): Binding[Div] = {
  val result: Div = <div class="notification" title={ s"Tooltip: $message" }>
    {
      message
    }
  </div>

  result.scrollIntoView()

  result
}

scrollIntoView 方法会在 Div 创建后被调用。如果你在 Div 上调用了一个并没有定义的方法， Scala 编译器会报告一个编译器错误而不是只有在运行时才会发生错误。原因是 Scala 是静态类型语言而且 Scala 编译器可以理解 Div 类型。

你可能也注意到了 class 和 title。他们是 DOM 属性或者 Div 上的 HTML 属性。他们也会被 Scala 编译器进行类型检查。

例如，给出下面的 typo 方法：

@dom
def typo = {
  val myDiv = <div typoProperty="xx">content</div>
  myDiv.typoMethod()
  myDiv
}

Scala 会报告出如下错误：

typo.scala:23: value typoProperty is not a member of org.scalajs.dom.html.Div
        val myDiv = <div typoProperty="xx">content</div>
                     ^
typo.scala:24: value typoMethod is not a member of org.scalajs.dom.html.Div
        myDiv.typoMethod()
              ^

有着静态类型系统的帮助， @dom 方法可以比 ReactJS 组件具有更充足的鲁棒性。

你可以在 scaladoc of scalajs-dom 或者 MDN 上找到一个完整的被支持的属性和方法的列表。

自定义属性

如果你想要关闭属性的静态类型检查，在属性前添加 data: 前缀：

@dom def myCustomDiv = {
  val myDiv = <div data:customAttributeName="attributeValue"></div>
  assert(myDiv.getAttribute("customAttributeName") == "attributeValue")
  myDiv
}

现在 Scala 编译器就不会报错了。

下载

Binding.scala 只有一个很小的代码基。源代码被分为 4 个库，每个库一个文件。

数据绑定表达式核心 (Binding.scala)

这个模块在 JVM 和 Scala.js 上均可使用。你可以把它加入到你的 build.sbt。

// For JVM projects
libraryDependencies += "com.thoughtworks.binding" %% "binding" % "latest.release"

addCompilerPlugin("org.scalamacros" % "paradise" % "2.1.0" cross CrossVersion.full)

// For Scala.js projects, or JS/JVM cross projects
libraryDependencies += "com.thoughtworks.binding" %%% "binding" % "latest.release"

addCompilerPlugin("org.scalamacros" % "paradise" % "2.1.0" cross CrossVersion.full)

HTML DOM 集成 (dom.scala)

这个模块只可用于 Scala.js。你可以把它加入到你的 build.sbt。

// For Scala.js projects, or JS/JVM cross projects
libraryDependencies += "com.thoughtworks.binding" %%% "dom" % "latest.release"

addCompilerPlugin("org.scalamacros" % "paradise" % "2.1.0" cross CrossVersion.full)

用于 `scala.concurrent.Future` 的远程数据绑定(FutureBinding.scala)

这个模块在 JVM 和 Scala.js 上均可使用。你可以把它加入到你的 build.sbt。

// For JVM projects
libraryDependencies += "com.thoughtworks.binding" %% "futurebinding" % "latest.release"

addCompilerPlugin("org.scalamacros" % "paradise" % "2.1.0" cross CrossVersion.full)

// For Scala.js projects, or JS/JVM cross projects
libraryDependencies += "com.thoughtworks.binding" %%% "futurebinding" % "latest.release"

addCompilerPlugin("org.scalamacros" % "paradise" % "2.1.0" cross CrossVersion.full)

用于 ECMAScript 2015's `Promise` 的远程数据绑定(JsPromiseBinding.scala)

这个模块只可用于 Scala.js。你可以把它加入到你的 build.sbt。

// For Scala.js projects, or JS/JVM cross projects
libraryDependencies += "com.thoughtworks.binding" %%% "jspromisebinding" % "latest.release"

addCompilerPlugin("org.scalamacros" % "paradise" % "2.1.0" cross CrossVersion.full)

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第 3 步：创建一个含有数据绑定表达式的 `@dom` 方法

第 4 步：在 `main` 方法中将数据绑定表达式渲染至 DOM

第 5 步：在 HTML 页面中调用 `main` 方法

第 6 步：添加一些 `<button>` 用于填充表格的 `data`

设计

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用于 `scala.concurrent.Future` 的远程数据绑定(FutureBinding.scala)

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第 2 步：创建一个 data 域，其中包含一些 Var 和 Vars 作为你数据绑定表达式的数据源

第 3 步：创建一个含有数据绑定表达式的 @dom 方法

第 4 步：在 main 方法中将数据绑定表达式渲染至 DOM

第 5 步： 在 HTML 页面中调用 main 方法

第 6 步：添加一些 <button> 用于填充表格的 data

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第 4 步：在 `main` 方法中将数据绑定表达式渲染至 DOM

第 5 步：在 HTML 页面中调用 `main` 方法

第 6 步：添加一些 `<button>` 用于填充表格的 `data`

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