基本思路
1. 為什么要做組件化？
無論前端也好，后端也好，都是整個軟件體系的一部分。軟件產品也是產品，它的研發過程也必然是有其目的。絕大多數軟件產品是追逐利潤的，在產品目標確定的情況下，成本有兩個途徑來優化：減少部署成本，提高開發效率。
減少部署成本的方面，業界研究得非常多，比如近幾年很流行的“去IOE”，就是很典型的，從一些費用較高的高性能產品遷移到開源的易替換的產品集群，又比如使用Linux + Mono來部署.net應用，避開Windows Server的費用。
提高開發效率這方面，業界研究得更多，主要途徑有兩點：加快開發速度，減少變更代價。怎樣才能加快開發速度呢？如果我們的開發不是重新造輪子，而是每一次做新產品都可以利用已有的東西，那就會好很多。怎樣才能減少變更代價呢？如果我們能夠理清模塊之間的關系，合理分層，每次變更只需要修改其中某個部分，甚至不需要修改代碼，僅僅是改變配置就可以，那就更好了。
我們先不看軟件行業，來看一下制造行業，比如汽車制造業，他們是怎么造汽車的呢？造汽車之前，先設計，把整個汽車分解為不同部件，比如輪子，引擎，車門，座椅等等，分別生產，最后再組裝，所以它的制造過程可以較快。如果一輛汽車輪胎被扎破了，需要送去維修，維修的人也沒有在每個地方都修一下，而是只把輪胎拆下來修修就好了，這個輪胎要是實在壞得厲害，就干脆換上個新的，整個過程不需要很多時間。
席德梅爾出過一款很不錯的游戲，叫做《文明》（Civilization），在第三代里面，有一項科技研究成功之后，會讓工人工作效率加倍，這項科技的名字就叫做：可替換部件（Replacement Parts）。所以，軟件行業也應當引入可替換的部件，一般稱為組件。
2. 早期的前端怎么做組件化的？
在服務端，我們有很多組件化的途徑，像J2EE的Beans就是一種。組件建造完成之后，需要引入一些機制來讓它們可配置，比如說，工作流引擎，規則引擎，這些引擎用配置的方式組織最基礎的組件，把它們串聯為業務流程。不管使用什么技術、什么語言，服務端的組件化思路基本沒有本質差別，大家是有共識的，具體會有服務、流程、規則、模型等幾個層次。
早期展示層基本以靜態為主，服務端把界面生成好，瀏覽器去拿來展示，所以這個時期，有代碼控制的東西幾乎全在服務端，有分層的，也有不分的。如果做了分層，大致結構就是下圖這樣：
這個圖里，JSP（或者其他什么P，為了舉例方便，本文中相關的服務端技術都用Java系的來表示）響應瀏覽器端的請求，把HTML生成出來，跟相關的JavaScript和CSS一起拿出去展示。注意這里的關鍵，瀏覽器端對界面的形態和相關業務邏輯基本都沒有控制權，屬于別人給什么就展示什么，想要什么要先提申請的尷尬局面。
這個時期的Web開發，前端的邏輯是基本可忽略的，所以前端組件化方式大同小異，無論是ASP還是JSP還是其他什么P，都可以自定義標簽，把HTML代碼和行間邏輯打包成一個標簽，然后使用者直接放置在想要的地方，就可以了。
在這一時代，所謂的組件化，基本都是taglib這樣的思路，把某一塊界面包括它的業務邏輯一起打成一個端到端的組件，整個非常獨立，直接一大塊從界面到邏輯都有，而且邏輯基本上都是在服務端控制，大致結構如下圖所示。
3. SPA時代，出現了新問題
自從Web2.0逐漸流行，Web前端已經不再是純展示了，它逐漸把以前在C/S里面做的一些東西做到B/S里面來，比如說Google和微軟的在線Office，這種復雜度的Web應用如果還用傳統那種方式做組件化，很顯然是行不通的。
我們看看之前這種組件化的方式，本質是什么？是展現層跟業務邏輯層的隔離，后端在處理業務邏輯，前端純展現。如果現在還這么劃分，就變成了前端有界面和邏輯，后端也有邏輯，這就比較亂了。我們知道，純邏輯的分層組件化還是比較容易的，任何邏輯如果跟展現混起來，就比較麻煩了，所以我們要把分層的點往前推，推到也能把單獨的展現層剝離出來。
如下圖所示，因為實際上HTML、CSS、JavaScript這些都逐漸靜態化，所以不再需要把它們放在應用服務器上了，我們可以把它們放在專門的高性能靜態服務器上，再進一步發展，就可以是CDN（Content Delivery Network，內容分發網絡）。前端跟后端的通信，基本都是通過AJAX來，也會有一些其他的比如WebSocket之類，總之盡量少刷新了。
在這張圖里面可以看到，真正的前端已經形成了，它跟應用服務器之間形成了天然的隔離，所以也能夠很獨立地進行一些發展演進。
現在很多Web程序在往SPA（單頁面程序，Single Page Application）的方向發展，這類系統通常比較類似傳統的C/S程序，交互過程比較復雜，因此它的開發過程也會遇到一些困難。
那為什么大家要做SPA呢？它有很多明顯的好處，最核心的優勢就是高效。這個高效體現在兩個方面：一是對于用戶來說，這種方式做出來的東西體驗較好，類似傳統桌面程序，對于那些需要頻繁操作的行業用戶，有很大優勢。二是運行的效率較高，之前集成一些菜單功能，可能要用iframe的方式引入，但每個iframe要獨立引入一些公共文件，服務器文件傳輸的壓力較大，還要初始化自己的一套內存環境，比較浪費，互相之間也不太方便通信，一般要通過postMessage之類的方式去交互。
有了SPA之后，比如一塊界面，就可以是一個HTML片段，用AJAX去加載過來處理之后放到界面上。如果有邏輯的JavaScript代碼，也可以用require之類的異步加載機制去運行時加載，整體的思路是比較好的。
很多人說，就以這樣的需求，用jQuery再加一個異步js加載框架，不是很足夠了嗎？這兩個東西用得好的話，也是能夠解決一些問題的，但它們處理的并不是最關鍵的事情。在Web體系中，展現層是很天然的，因為就是HTML和CSS，如果只從文件隔離的角度，也可以做出一種劃分的方式，邏輯放在單獨的js文件里，html內部盡量不寫js，這就是之前比較主流的前端代碼劃分方式。
剛才我們提到，SPA開發的過程中會遇到一些困難，這些困難是因為復雜度大為提升，導致了一些問題，有人把這些困難歸結為純界面的復雜度，比如說，控件更復雜了之類，沒有這么簡單。問題在于什么呢？我打個比方：我們在電腦上開兩個資源管理器窗口，瀏覽到同一個目錄，在一個目錄里把某個文件刪了，你猜猜另外一個里面會不會刷新？
毫無疑問，也會刷新，但是你看看你用的Web頁面，如果把整個復雜系統整合成單頁的，能保證對一個數據的更新就實時反饋到所有用它的地方嗎？怎么做，是不是很頭疼？代碼組織的復雜度大為提高，所以需要做一些架構方面的提升。
4. 架構的變更
提到架構，我們通常會往設計模式上想。在著名的《設計模式》一書中，剛開始就講了一種典型的處理客戶端開發的場景，那就是MVC。
傳統的MVC理念我們并不陌生，因為有Struts，所以在Web領域也有比較經典的MVC架構，這里面的V，就負責了整個前端的渲染，而且是服務端的渲染，也就是輸出HTML。如下圖所示：
在SPA時代，這已經不合適了，所以瀏覽器端形成了自己的MVC等層次，這里的V已經變成客戶端渲染了，通常會使用一些客戶端的HTML模版去實現，而模型和控制器，也相應地在瀏覽器端形成了。
我們有很多這個層面的框架，比如Backbone，Knockout，Avalon，Angular等，采用了不同的設計思想，有的是MVC，有的是MVP，有的是MVVM，各有其特點。
以Angular為例，它推薦使用雙向綁定去實現視圖和模型的關聯，這么一來，如果不同視圖綁定在同一模型上，就解決了剛才所說的問題。而模型本身也通過某種機制，跟其他的邏輯模塊進行協作。
這種方式就是依賴注入。依賴注入的核心理念就是通過配置來實例化所依賴的組件。使用這種模式來設計軟件架構，會犧牲一些性能，在跟蹤調試的便利性等方面也會有所損失，但換來的是無與倫比的松耦合和可替代性。
比如說，這些組件就可以單獨測試，然后在用的時候隨手引入，毫無壓力。對于從事某一領域的企業來說，光這一條就足以吸引他在上面大量投入，把所有不常變動領域模型的業務代碼都用此類辦法維護起來，這是一種財富。
5. MV*框架的基本原理
如果我們來設計Angular這么一個前端框架，應當如何入手呢？很顯然，邏輯的控制必須使用JavaScript，一個框架，最本質的事情在于它的邏輯處理方式。
我們的界面為什么可以多姿多彩？因為有HTML和CSS，注意到這兩種東西都是配置式的寫法，參照后端的依賴注入，如果把這兩者視為跟Spring框架中一些XML等同的配置文件，思路就豁然開朗了。
與后端不同的是，充當前端邏輯工具的JavaScript不能做入口，必須掛在HTML里才能運行，所以出現了一個怪異的狀況：邏輯要先掛在配置文件（HTML）上，先由另外的容器（瀏覽器或者Hybird的殼）把配置文件加載起來，然后才能從某個入口開始執行邏輯。好消息是，過了這一步，邏輯層就開始大放異彩了。
從這個時候開始，框架就啟動了，它要做哪些事情呢？
初始化自身（bootstrap）
異步加載可能尚未引入的JavaScript代碼（require）
解析定義在HTML上的規則（template parser）
實例化模型（scope）
創建模型和DOM的關聯關系（binding, injection）
這些是主線流程，還有一些支線，比如：
解析url的search字符串，恢復狀態（route）
加載HTML部件模板（template url）
部件模板和模型的關聯（binding）
6. 如何做組件化
6.1. HTML的組件化
SPA的一個典型特征就是部分加載，界面的部件化也是其中比較重要的一環。界面片段在動態請求得到之后，借助模版引擎之類的技術，經過某種轉換，放置到主界面相應的地方。所以，從這個角度來看，HTML的組件化非常容易理解，那就是界面的片段化和模板化。
6.2. JavaScript的組件化
JavaScript這個部分有好幾個發展階段。
早期的共享文件，把公共功能的代碼提出出來，多個頁面共用
動態引用，消滅全局變量
在某些框架上進一步劃分，比如Angular里面又分為provider，service，factory，controller
JavaScript組件化的目標是什么呢，是清晰的職責，松耦合，便于單元測試和重復利用。這里的松耦合不僅體現在js代碼之間，也體現在js跟DOM之間的關系，所以像Angular這樣的框架會有directive的概念，把DOM操作限制到這類代碼中，其他任何js代碼不操作DOM。
如上圖所示，總的原則是先分層次，層內再作切分。這么做的話，不再存在之前那種端到端組件了，使用起來沒有原先那么方便，但在另外很多方面比較好。
6.3. CSS的組件化
這方面，業界也有很多探索，比如LESS，SASS，Stylus等。為什么CSS也要做組件化呢？傳統的CSS是一種扁平的文本結構，變更成本較高，比如說想要把結構從松散改緊湊，需要改動很多。如果把實際使用的CSS只當作輸出結果，而另外有一種適合變更的方式當作中間過程，這就好多了。比如說，我們把一些東西定義成變量，每個細節元素使用這些變量，當需要整體變更的時候，只需修改這些變量然后重新生成一下就可以了。
以上，我們討論了大致的Web前端開發的組件化思路，后續將闡述組件化之后的協作過程和管控機制。
管控平臺
1. HTML片段
我們為什么要管理HTML片段？因為有界面要用它們，當這些片段多了之后，需要有個地方來管理起來，可以檢索、預覽它們，還能看到大致描述。
這應該是整個環節中一個相對很簡單的東西，照理說，有目錄結構，然后剩下的就是單個的HTML片段文件了，這就可以解決存儲和檢索的問題了，但我們還要考慮更多。
已有的HTML片段，如何被使用呢？這肯定是一種類似include的方式，通過某種特殊標簽（不管是前端還是后端的方式）把這些片段引用進來，這時候就有了第一個問題：
假設有界面A和界面B同時引用了片段C，在某個開發人員修改片段C內容的時候，他如何得知將會影響到界面A和B呢？一個比較勉強的方式是全項目查找，但這在很多情況下是不夠的。
如果我們的HTML片段是作為獨立的公共庫存在的，它已經不能通過項目內查找去解決這一問題了，因為不管A還是B，只要他不處于片段C的項目空間，就無從追尋。
這時候很多人會問兩個問題：
跨項目的界面片段重用，意義在哪里？
如果我們的產品是針對一個小領域，它的復雜度根本不需要劃分多個項目部分來協作完成。設想場景是面對很大的行業，各項目都是子產品，將來可能是其中若干個聯合部署，這時候，保持其中的一致性是非常重要的。比如我們有個基本配置界面，在多個子產品中都要用，如果各自開發一個，其操作風格很可能就是不一致的，給人的印象就是不專業。所以會需要把常見的界面片段都歸集起來，供業務方挑選使用。
修改C，只提供說明，但是不通知A和B，不實時更新他們的版本，然后自行決定怎樣升級，如何？
這會有一個問題，每次有小功能升級的時候，代碼是最容易同步合并的，所以才會有“持續集成”這個概念，如果是一直伴隨升級，總要比隔一個大階段才升級好，升級成本應盡量分攤到平時，就像農婦養小豬，小豬每天長一點，每天都抱來抱去，不覺得吃力，即使長大了也還能抱得動。
現在問題就很明確了，一定要有一種方式來把這個依賴關系管理起來，很顯然，已有的版本庫是肯定管不了這些的，所以只能在外圍做一些處理。
我們建立一個管理平臺，除了管理實體文件的版本，還管它們之間的關系。具體這個關系如何收集整理，有兩種方式：手動配置，代碼分析。
手動配置是比較土的方式，開發人員每提交一個文件，就去這系統上手動配置它的依賴關系。代碼分析的話，要在每次提交文件的時候解析文件的包含規則，找出確切的文件。這兩者各有利弊，前者比較笨，但容易做，后者對代碼格式的要求比較高，要考慮的情況較多。
我們的界面往往不是那么簡單，HTML片段也可能有層次的，舉例來說：
界面A里面包含了片段B，但是片段B自身又包含了片段C，所以這個依賴關系也是有層級的，需要在設計的時候一并考慮。
2. JavaScript模塊
JavaScript代碼的管理，比HTML片段的狀況好一些，因為業界很多這方面的解決方案。但它們還是沒有解決當依賴項產生變更的時候反向通知的問題。
所以我們還是得像HTML片段一樣，把它們的依賴關系都管理到平臺里。于是，每個JavaScript模塊都顯式配置了自己所依賴的其他模塊，通過這種單向關系，形成了一套完整的視圖。
在JavaScript模塊的代碼實現中，我們是不提倡直接寫依賴關系的。很多通用規范，比如AMD，往往建議我們這樣寫模塊：
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