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谜之wxs，uni-app如何用它大幅提升性能

2019-12-17
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解释微信创造wxs概念的缘由，以及uni-app如何支持wxs

小程序里有几个谜一样的存在，微信的WXS、支付宝的SJS、百度的Filter。

很多开发者都不明白为什么要造这种语言脚本的轮子出来，甚至很多开发者根本不知道它们的存在。

其实几大小程序平台创造它们，都是为了解决性能问题，但不得不吐槽下，设计的实在是很难用，文档也语焉不详。

uni-app支持将WXS、SJS、Filter编译到这3家小程序平台，同时还在App和H5实现了WXS的解析。为什么做这些事？也是为了性能。

uni-ui库新版中的swiperaction组件，就是列表项向左滑动时拉出几个挤压式联动的菜单按钮，这种流畅的跟手动画，正是借助于WXS机制实现的。

微信为何要创造WXS

WXS（WeiXin Script）是微信创造的一套脚本语言，它的官方说法是：“WXS 与 JavaScript 是不同的语言，有自己的语法，并不和 JavaScript 一致”。

那微信为何要脱离 JavaScript ，单独创造一套语言呢？这要从微信小程序的底层逻辑（运行环境）讲起。

小程序的运行环境分为逻辑层和视图层，分别由2个线程管理，其中：

  • WXML 模板和 WXSS 样式工作在视图层，界面使用 WebView 进行渲染
  • JavaScript代码工作在逻辑层，运行在JsCore或v8里

小程序在视图层与逻辑层两个线程间提供了数据传输和事件系统。这样的分离设计，带来了显而易见的好处：

  • 逻辑和视图分离，即使业务逻辑计算非常繁忙，也不会阻塞渲染和用户在视图层上的交互

但同时也带来了明显的坏处：

  • 视图层（webview）中不能运行JS，而逻辑层JS又无法直接修改页面DOM，数据更新及事件系统只能靠线程间通讯，但跨线程通信的成本极高，特别是需要频繁通信的场景

什么是需要频繁通讯的场景？最典型的例子就是用户持续交互的情况，比如触摸、滚动等。我们以侧滑菜单为例，假设在页面上滑动A元素，要求B元素跟随移动，一次滑动操作（touchmove）的响应过程如下：

  1. touchmove 事件从视图层（Webview）传递到逻辑层，中间会由微信客户端（Native）做中转
  2. 逻辑层处理 touchmove 事件，计算需移动的位置，然后再通过 setData 传递到视图层，中间同样会由微信客户端（Native）做中转

一次 touchmove 的响应需要经过 视图层、Native、逻辑层三者之间2个完整来回的通信，通信的耗时开销较大，用户的交互就会出现延时卡顿的情况。

除了滚动、拖动交互外，在for循环里对数据做格式修改，也会造成逻辑层和视图层频繁通讯。

其实这类通信损耗问题，在业内由来已久，react native和weex都有类似问题，weex提供了bindingx来解决。

但对于小程序来讲，这类问题解决起来更容易。其实视图层的webview，是有js环境的，只不过过去不给开发者开放。

如果在视图层的js直接处理滚动或拖动交互、直接处理数据格式，就能避免大量通信损耗。

但对于小程序平台而言，大量开放webview里的js编写，违反了它的初衷，比如开发者会直接操作dom，影响性能体验。所以小程序平台提出一种新规范，限制webview里可运行的js的能力。这就是wxs、sjs、filter的由来。

从本质来讲，wxs、sjs、filter是一种被限制过的、运行在视图层webview里的js。它并不是真的发明了一种新语言。

WXS特征及适用场景

WXS具备如下特征：

  • WXS是可以在视图层（webview）中运行的JS
  • WXS无法修改业务数据，仅能设置当前组件的class和style
  • WXS是被限制过的JavaScript，可以进行一些简单的逻辑运算
  • WXS可以监听touch事件，处理滚动、拖动交互

故可以得出WXS的适用场景，主要包括：

  • 用户交互频繁、仅需改动组件样式（比如布局位置），无需改动数据内容的场景，比如侧滑菜单、索引列表、滚动渐变等
  • 纯粹的逻辑计算，比如文本、日期格式化，通过WXS可以模拟实现Vue框架的过滤器,如下是一个通过wxs便捷实现首字母大写的示例：
<wxs module="m1">
  //首字母大写
  var capitalize = function(value) {
    if (!value) return ''
    value = value.toString()
    return value.charAt(0).toUpperCase() + value.slice(1)
  }
  module.exports = {
    capitalize: capitalize
  }
</wxs>
<view class="content">
  <view class="text-area">
    <!-- title 为当前页面 data 中定义的初始数据 -->
    <text class="title">{{m1.capitalize(title)}}</text>
  </view>
</view>

uni-app如何支持WXS

uni-app遵循Vue单文件组件（SFC）规范，组件/样式/脚本是写在一个.vue文件中的，但微信小程序是多文件分离（wxml/wxss/js/json）的，所以在微信端的主要工作是扩展vue-template-compiler，解析template/style/script节点，并正确生成到对应的wxml/wxss/js文件中，具体编译工作如下图：

Tips-1：关于<wxs>标签重构为<script lang="wxs">的说明：

因.vue文件中的<wxs>标签及内嵌WXS代码，在主流前端开发工具（vscode/HBuilderX等）中，均无法实现语法提示、代码高亮及格式化，故uni-app将<wxs module="m1">重构为<script module="m1" lang="wxs">，便捷实现了语法提示、代码高亮等，如下为vscode/HBuilderX中对于<wxs>标签重构前后的代码高亮对比，明显重构为<script lang="wxs">后，开发体验更佳：

Tips-2：鉴于Vue的自定义标签规范，我们建议将<wxs>（<script lang="wxs">）和template平级编写

编译器的具体解析扩展工作，这里不详述，仅给出wxs生成的示例代码，让大家有个直观理解：

createFilterTag (filterTag, {
    content,
    attrs
  }) {
    content = content.trim()
    if (content) { //<wxs>标签内直接编写 wxs 代码
      return `<${filterTag} module="${attrs.module}">
        ${content}
        </${filterTag}>`
    } else if (attrs.src) { //外联 .wxs 文件
      return `<${filterTag} src="${attrs.src}" module="${attrs.module}"></${filterTag}>`
    }
  }

在保证编译正确的情况下，微信小程序运行时会正确解析并执行WXS脚本，框架runtime无需干预。

基于 WXS 提升性能体验的实现示例

下面的gif图是借助 WXS 实现的一个swipeaction示例，列表项向左滑动时拉出几个挤压式联动的菜单按钮，跟手动画、回弹动画都很自然流畅。

这里简单给出主要实现思路：

  1. 在 wxml 中引用 wxs 文件，并绑定 touch 事件
<template>
  <view class="uni-swipe_content">
      <!-- 可滑动的菜单项容器，绑定touch事件 -->
    <view :data-position="pos" class="move-hock"
      @touchstart="swipe.touchstart" @touchmove="swipe.touchmove" @touchend="swipe.touchend" @change="change">
      <view class="uni-swipe_box">
        <slot />
      </view>
      <view class="uni-swipe_button-group move-hock">
          <!-- 滑动后，右侧挤压式的联动菜单按钮-->
        <view v-for="(item,index) in options" :data-button="btn" :key="index"  class="button-hock">
        {{ item.text }}
        </view>
      </view>
    </view>
  </view>
</template>
<script module="swipe" lang="wxs" src="./index.wxs"></script>
  1. 在 wxs 文件中，处理 touch 事件逻辑，通过 translateX 移动元素位置
function touchstart(e, ins) {
    //记录开始位置及动画状态
  var pageX = e.touches[0].pageX;
  ....
}

function touchmove(e, ownerInstance) {
  var instance = e.instance;
  var pageX = e.touches[0].pageX;//获取当前移动位置
  //计算偏移位置
  var x = Math.max(-instance.getState().position[1].width, Math.min((value), 0));
  //设置左侧元素移动位置
  instance.setStyle({transform: 'translateX(' + x + 'px)'}) 
  
  //循环右侧挤压式联动菜单
  var btnIns = ownerInstance.selectAllComponents('.button-hock');
  for (var i = 0; i < btnIns.length; i++) {
    ...
    //设置每个联动菜单的移动位置
    btnIns[i].setStyle({transform: 'translateX(' + (arr[i - 1] + value * (arr[i - 1] / position[1].width)) + 'px)'})
    ...
  }
}

function touchend(e, ownerInstance) {
  var instance = e.instance;
  var state = instance.getState()
  //根据当前移动位置，实现菜单项的自动展开或回弹
  move(state.left, -40, instance, ownerInstance)
}

该示例的完整源码参考github

更多平台的兼容性

uni-app的App端也是一个小程序引擎，所以想要在App端实现流畅的跟手拖动，也需要实现类似wxs的机制。

其实H5平台倒不存在逻辑层和视图层通讯折损的问题，但为了平台兼容性拉齐，uni-app在H5端也实现了wxs机制。

这样编写wxs代码，在uni-app中可同时运行在App端、H5端、微信小程序端。

因百度小程序的Filter过滤器、支付宝小程序的SJS和微信小程序的WXS在语法上差异较大，uni-app只支持单独编写百度小程序的Filter过滤器和支付宝小程序的SJS，这两种脚本无法跨多端，仅支持自有平台。开发者若需使用，可分别编写wxs/filter/sjs脚本，然后依次通过script引用，uni-app编译器会根据目标平台，分别编译发行，如下为示例代码：
示例代码要有条件编译

<!-- App/H5/微信小程序平台调用wxs脚本 -->
<script module="utils" lang="wxs" src="./utils.wxs"></script>
<!-- 百度小程序平台调用filter.js脚本 -->
<script module="utils" lang="filter" src="./utils.filter.js"></script>
<!-- 支付宝小程序平台调用sjs脚本 -->
<script module="utils" lang="sjs" src="./utils.sjs"></script>

后续

用运行在视图层的js解决通讯阻塞，可能很多人都没意识到。希望本文能给大家解惑，解开WXS之谜。

其实小程序的性能体验优化，仍然有大量空间。DCloud团队在这个领域研究了6年，清楚当前的优势，也清楚当前的问题。我们会继续分享这些问题及对应的解决方案，为小程序产业发展贡献力量。

本文涉及的uni-ui的swiperaction组件，代码开源在https://github.com/dcloudio/uni-ui，uni-app框架代码开源在 https://github.com/dcloudio/uni-app，欢迎大家 star 或提交 pr。

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wxsuni-app性能