实现前端资源增量式更新的一种思路

“增量式更新”简单地说就是在版本更新的时候不需要重新加载资源，只需要加载一段很小的 diff 信息，然后合并到当前资源上，类似 git merge 的效果。

“假设有一个超超超大型的Web项目，JS源代码压缩之后超过10MB(实际怎么可能会有这么大的嘛=。=)，每次更新之后都需要用户重新加载JS是不可接受的，那么怎么样从工程的角度解决这种问题?”

一开始立马想到了好几点解决方案，比如：

抽出基础的不常更新的模块作为长期缓存;
如果使用了 React 或者 Vue2.0 这样支持服务器端渲染的框架的话，就采用服务器端渲染然后再逐步分块加载 JS 的方法;
如果是 Hybrid 开发的话，可以考虑使用本地资源加载，类似“离线包”的想法(之前在腾讯实习的时候天天遇到这东西)。

后来在面试官的引导下想到了一种“增量式更新”的解决方案，简单地说就是在版本更新的时候不需要重新加载资源，只需要加载一段很小的 diff 信息，然后合并到当前资源上，类似 git merge 的效果。

1、用户端使用 LocalStorage 或者其它储存方案，存储一份原始代码+时间戳：

{ 
 
    timeStamp: "20161026xxxxxx", 
 
    data: "aaabbbccc" 
 
}

2、每次加载资源的时候向服务器发送这个时间戳;

3、服务器从接受到时间戳中识别出客户端的版本，和最新的版本做一次 diff，返回两者的 diff 信息：

diff("aaabbbccc", "aaagggccc"); 
 
// 假设我们的diff信息这样表示： 
 
// [3, "-3", "+ggg", 3]

4、客户端接收到这个 diff 信息之后，把本地资源和时间戳更新到最新，实现一次增量更新：

mergeDiff("aaabbbccc", [3, "-3", "+ggg", 3]); 
 
//=> "aaagggccc"

实践

下面把这个方案中的核心思想实现一遍，简单地说就是实现 diff 和 mergeDiff 两个函数。

今天找到了一个不错的 diff 算法：

GitHub – kpdecker/jsdiff: A javascript text differencing implementation.

我们只需要调用它的 diffChars 方法来对比两个字符串的差异：

var oldStr = 'aaabbbccc'; 
 
var newStr = 'aaagggccc'; 
 
JsDiff.diffChars(oldStr, newStr); 
 
//=> 
 
//[ { count: 3, value: 'aaa' }, 
 
//  { count: 3, added: undefined, removed: true, value: 'bbb' }, 
 
//  { count: 3, added: true, removed: undefined, value: 'ggg' }, 
 
//  { count: 3, value: 'ccc' } ]

上面的 diff 信息略有些冗余，我们可以自定义一种更简洁的表示方法来加速传输的速度：

[3, "-3", "+ggg", 3]

整数代表无变化的字符数量，“-”开头的字符串代表被移除的字符数量，“+”开头的字符串代表新加入的字符。所以我们可以写一个 minimizeDiffInfo 函数：

function minimizeDiffInfo(originalInfo){ 
 
    var result = originalInfo.map(info => { 
 
        if(info.added){ 
 
            return '+' + info.value; 
 
        } 
 
        if(info.removed){ 
 
            return '-' + info.count; 
 
        } 
 
        return info.count; 
 
    }); 
 
    return JSON.stringify(result); 
 
} 
 
  
 
var diffInfo = [ 
 
    { count: 3, value: 'aaa' }, 
 
    { count: 3, added: undefined, removed: true, value: 'bbb' }, 
 
    { count: 3, added: true, removed: undefined, value: 'ggg' }, 
 
    { count: 3, value: 'ccc' } 
 
]; 
 
minimizeDiffInfo(diffInfo); 
 
//=> '[3, "-3", "+ggg", 3]'  
用户端接受到精简之后的 diff 信息，生成最新的资源：

mergeDiff('aaabbbccc', '[3, "-3", "+ggg", 3]'); 
 
//=> 'aaagggccc' 
 
  
 
function mergeDiff(oldString, diffInfo){ 
 
    var newString = ''; 
 
    var diffInfo = JSON.parse(diffInfo); 
 
    var p = 0; 
 
    for(var i = 0; i < diffInfo.length; i++){ 
 
        var info = diffInfo[i]; 
 
        if(typeof(info) == 'number'){ 
 
            newString += oldString.slice(p, p + info); 
 
            p += info; 
 
            continue; 
 
        } 
 
        if(typeof(info) == 'string'){ 
 
            if(info[0] === '+'){ 
 
                var addedString = info.slice(1, info.length); 
 
                newString += addedString; 
 
            } 
 
            if(info[0] === '-'){ 
 
                var removedCount = parseInt(info.slice(1, info.length)); 
 
                p += removedCount; 
 
            } 
 
        } 
 
    } 
 
    return newString; 
 
}

实际效果

有兴趣的话可以直接运行这个：

GitHub – starkwang/Incremental

使用 create-react-app 这个小工具快速生成了一个 React 项目，随便改了两行代码，然后对比了一下build之后的新旧两个版本：

var JsDiff = require('diff'); 
 
var fs = require('fs'); 
 
  
 
var newFile = fs.readFileSync('a.js', 'utf-8'); 
 
var oldFile = fs.readFileSync('b.js', 'utf-8'); 
 
console.log('New File Length: ', newFile.length); 
 
console.log('Old File Length: ', oldFile.length); 
 
  
 
var diffInfo  
 
= getDiffInfo(JsDiff.diffChars(oldFile, newFile)); 
 
console.log('diffInfo Length: ', diffInfo.length); 
 
console.log(diffInfo); 
 
  
 
var result = mergeDiff(oldFile, diffInfo); 
 
console.log(result === newFile);

下面是结果：

可以看到 build 之后的代码有 21w 多个字符(212KB)，而 diff 信息却相当短小，只有151个字符，相比于重新加载新版本，缩小了1000多倍(当然我这里只改了两三行代码，小是自然的)。

一些没涉及到的问题

上面只是把核心的思路实现了一遍，实际工程中还有更多要考虑的东西：

1、服务器不可能对每一次请求都重新计算一次 diff，所以必然要对 diff 信息做缓存;

2、用户端持久化储存的实现方案，比如喜闻乐见的 LocalStorage、Indexed DB、Web SQL，或者使用 native app 提供的接口;

3、容错、用户端和服务器端的一致性校对、强制刷新的实现。

实现前端资源增量式更新的一种思路

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