浅谈单页Web应用（SPA）：工作原理及优缺点

自2003年被首创以来，单页Web应用程序(Single Page Web Applications)已经走过它的第15个年头。如今，它已经成为了现代JavaScript领域不可或缺的一部分。

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在和许多开发人员的讨论交流中，我发现他们对于单页应用程序的实际工作方式不甚了了。因此，我决定在此为大家科普一下，深入探究单页Web应用的工作原理与优缺点。

什么是单页应用程序?

在我看来***的定义应该是：单页Web应用程序是一种只需要将单个页面加载到浏览器之中的Web应用程序。

您可能已经开始寻思：这到底意味着什么?一整套应用程序居然只用一个页面来提供服务，这怎么够用呢?

答案很简单。单页Web应用程序是围绕着将单个页面内容进行动态重写的概念所构建。这与从服务器端加载过来的预渲染页面有着本质的不同。

通过采用这种方法，单页Web应用程序可以避免那些，在服务器上渲染各种页面时所产生的中断问题。因此，这就消除了一直以来困惑在Web开发业界的一个***问题：如何才能向用户提供无缝的访问体验。

既然听起来这是一个很棒的主意，让我们接着来看看它是如何运作的，相信您一定会感到更为惊讶。

魔术是如何发生的?

在单页Web应用程序中，当浏览器向服务器发出***个请求时，服务器会返回一个index.html文件。就这么简单，不过这也是全程唯一提供HTML文件的一次。

该HTML文件为.js类型的文件准备了一个脚本标签，而该标签正好可以被用来控制index.html页面。由于所有后续的调用都只会返回JSON格式的数据，因此应用程序也就使用此类JSON数据，来动态地更新页面。不过值得注意的是，该页面将不再也永远不会被重新加载。

一旦应用程序被启动，客户端(而不是服务器)就会通过处理，将数据转换为HTML。基本上，大多数现代单页应用框架都拥有一个，能够在浏览器中运行的模板引擎，从而生成HTML。

通过与传统的Web应用程序相比较，你不难发现：在传统应用程序中，在每次应用程序调用服务器时，服务器都需要渲染整个HTML页面。相应地，客户端会接收到被渲染的页面，并触发整个页面的刷新。因此在这种情况下，浏览器扮演的就是客户端的角色。

为了更加直观地说明两种方法的不同之处，我们为您准备了如下的对比图：

SPA有何优势?

• 显而易见，由于我们不可能总是通过网络，为与用户的每次交互发送各种HTML页面，因此单页应用能够节省大量的时间和带宽。在传统方法中，每次我们向服务器发出请求时，既需要用到各种打开与关闭标签，又需要加载大量重复的HTML代码，而且HTML本身的代码量并不小。因此，如果我们遵循SPA方法，则会大幅提到应用程序的响应能力。
• 由于SPA方法不再需要用标签去猜测数据，因此这又在一定程度上加快了数据的刷新，并减少了带宽的消耗，同时能够给用户也带来更好的体验。而这对于移动设备、或是在较慢的互联网连接场景中，恰恰是非常有用的。
• 虽然那些单页Web应用持否定态度的开发人员会争辩说：JavaScript包的大小有可能会因此变得臃肿。但是客观而言，如今大多数优秀的SPA框架都提供了很好的代码分割方法。因此，我们可以通过检查捆绑包的大小，只在适用的情况下再进行按需加载。
• 另一个关于SPA整体架构但不太明显的好处是：使用JSON发送应用数据的方式，会在HTML的视图层和应用程序层之间创建一种分离。这便使得表示层与应用层相分离，以方便不同的开发人员去独立地开发每一个层面。因此，您可以在不修改应用程序逻辑的情况下，去替换某些HTML标记。当然，客户端和服务器也是完全相互独立的。
• 同时，还有一个可能被忽略的优势是：单页应用程序在生产环境中的部署特性。由于SPA非常易于被部署，那么我们在生产环境中构建SPA时，会很容易地最终得到一个HTML文件、一个CSS包和一个JavaScript包。因此，任何静态内容服务器都可以被用来存放这些文件。此类服务器包括：Nginx、Amazon S3 Bucket、Apache和Firebase。

SPA是否有缺点?

• 凡事都有利有弊。对单页Web应用程序来说，其***缺点在于：它们无法被Google等搜索引擎正确地编入索引。由于除了其最初的index.html文件之外，其他都没有HTML标签，因此对于各类搜索引擎的爬取工具来说，它们无法执行并生成HTML的JavaScript，也就完全无法索引到任何相关内容。

不过可喜的是，在Google官方的公告中(请参见：https://webmasters.googleblog.com/2015/10/deprecating-our-ajax-crawling-scheme.html)，他们的搜索引擎如今已经能够爬取AJAX的各种调用了。

• 虽然业界还有一些针对SPA的使用偏好和复杂性之类的批评。但是在我看来，这些观点只是见仁见智罢了。

总而言之，我们需要认真地考虑自己的项目用例与场景，才能判断出哪一种方法最适合自身的应用开发需求。

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