本节书摘来自异步社区《单页Web应用：JavaScript从前端到后端》一书中的第1章，第1.1节，作者：【美】Michael S. Mikowski , Josh C. Powell 译者： 包勇明 更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看。
单页Web应用：JavaScript从前端到后端本章涵盖的内容
定义单页应用比较最流行的单页应用平台：Java、Flash和JavaScript编写第一个JavaScript单页应用使用Chrome开发者工具查看单页应用探讨单页应用对用户的好处本书是为Web开发人员、架构师和产品经理而编写的，他们至少要有些JavaScript、HTML和CSS的经验。如果你从来没有涉猎过Web开发，本书就不适合你，但不管怎样还是欢迎购买。有很多非常不错的教初学者开发和设计网站的书，但这一本不是。
希望本书成为很好的设计和构建大规模单页应用的指南，这些应用从前端到后端都使用JavaScript。如图1-1描述，实际上数据库、Web服务器和浏览器应用都使用JavaScript语言。
我们花费了最近的6年时间，主导开发了很多大规模的商业级和企业级单页应用。在这期间，我们不断变更方法以便战胜遭遇的挑战。我们在本书中分享了这些方法，它们帮助我们更快速地进行开发，提供了更好的用户体验，保证了质量，提升了团队的沟通效率。
单页Web应用：JavaScript从前端到后端单页应用是指在浏览器中运行的应用，在使用期间页面不会重新加载。像所有的应用一样，它旨在帮助用户完成任务，比如“编写文档”或者“管理Web服务器”。可以认为单页应用是一种从Web服务器加载的富客户端。
1.1.1 一些历史单页应用已经出现了很长一段时间。我们来看一些早期的示例。
井字棋——嗨，我们没说这游戏会很好玩。这个应用是在井字棋游戏中挑战强大无情的电脑对手。为了能运行这个小程序（applet），你可能需要对浏览器进行授权。Flash空间登陆器——这是早期的Flash游戏，大约在2001年由Duncan Robertson编写。需要安装Flash插件。JavaScript按揭计算器——这个计算器几乎和JavaScript自己一样古老，但计算完全没问题。不需要插件。机灵的读者（甚至一些懒散的人1）会注意到我们展示了三种最流行的单页应用平台示例：Java小程序、Flash/Flex和JavaScript。上述这些读者可能已经注意到，只有JavaScript单页应用不需要第三方插件就能运行，没有什么开销和安全方面的顾虑。
如今，JavaScript单页应用通常是这三个平台之中的最佳选择。但是JavaScript花了一段时间才变得具有竞争力，或者说是适用于绝大多数单页应用。我们来看下这是为什么。
1.1.2 是什么导致JavaScript单页应用姗姗来迟在2000年以前，Flash和Java小程序发展得很不错。Java被用来在浏览器中运行复杂的应用，甚至是完整的办公套装软件2。Flash成了运行富浏览器游戏的选择平台，还有后来的视频。另一方面，JavaScript主要致力于的，仍旧不过是按揭计算器、表单验证、翻转特效和弹窗而已。问题在于我们无法依靠JavaScript（或者是它使用的渲染方法）在所有流行的浏览器上提供一致的关键功能。尽管如此，JavaScript单页应用还是比Flash和Java小程序拥有很多引人入胜的优势。
不需要插件——用户不用关心插件的安装和维护以及操作系统的兼容性，就能访问应用。开发人员也同样不用为单独的安全模型而担心，这能减少开发和维护时令人头痛的问题3。不臃肿——使用JavaScript和HTML的单页应用，所需的资源要比需要额外运行环境的插件少得多。一种客户端语言——Web架构师和大多数开发人员需要知道很多种语言和数据格式，HTML、CSS、JSON、XML、JavaScript、SQL、PHP/Java/Ruby/Perl等。当我们已经在页面上的其他地方使用了JavaScript，为什么还要用Java编写小程序、或者是用ActionScript编写Flash应用呢？在客户端上的所有东西只使用一种编程语言，可以大大地降低复杂性。更流畅和更具交互性的页面——我们已经看过了网页上的Flash和Java应用。应用通常只显示在某个小方盒内，小方盒周围的很多东西和HTML元素不同：图形widget不一样、右键不一样、声音不一样、与页面的其他部分交互也受到限制。而JavaScript单页应用的话，整个浏览器窗口都是应用界面。随着JavaScript的成熟发展，它的大部分缺点不是被修复了，就是被缓解了，它的价值优势也水涨船高。
Web浏览器是世界上最广泛使用的应用——很多人会整天开着浏览器窗口并一直使用着。访问JavaScript应用只不过是在书签栏上点击一下罢了。浏览器中的JavaScript是世界上分布最广的执行环境之一——到2011年12月，每天激活的Android和iOS移动设备差不多有一百万台。每台设备的系统都内置了稳健的JavaScript执行环境。最近三年，在世界各地的手机、平板、笔记本电脑和台式机上，发布了超过十亿个稳健的JavaScript实现。部署JavaScript应用很简单——把JavaScript应用托管到HTTP服务器上后，就能被超过十亿的Web用户使用。JavaScript对跨平台开发很有用——现在可以使用Windows、Mac OS X或者Linux来创建单页应用，部署了一个单独的应用，不但可以在所有的台式机设备上使用，而且可以在所有的平板和智能手机上使用。我们得感谢趋于一致的跨浏览器标准实现，还有诸如jQuery以及PhoneGap这样成熟的库消除了不一致性。JavaScript的运行速度变得惊人的快并且有时能和编译型语言匹敌——它的快速发展得益于Mozilla Firefox、Google Chrome、Opera和Microsoft之间持续不断的激烈竞争。现代JavaScript实现利用了诸如即时编译（JIT）成本地机器码、分支预测、类型推断和多线程的高级优化技术4。JavaScript逐渐引入了高级功能——这些功能包括JSON原生对象、本地jQuery风格的选择器和更加一致的AJAX功能。使用成熟的库，如Strophie和Socket.IO，推送消息要比以往容易得多。HTML5、SVG和CSS3的标准和支持已向前推进——这些进步可以完美地渲染像素级别的图形，这是可以和Java或Flash的生成速度和质量相媲美的。整个Web项目从头到尾都可以使用JavaScript——现在我们可以使用卓越的Node.js Web服务器，使用诸如CouchDB或者MongoDB来保存数据，它们都用JSON来通信，JSON是一种JavaScript数据格式。我们甚至可以在服务器和浏览器之间共享代码库。台式机、笔记本甚至移动设备都越来越强大了——多核处理器的普及和G级别的内存，意味着过去在服务器上完成的处理工作，现在可以分给客户端的浏览器了。有了这些优势，JavaScript单页应用已变得相当流行，对有丰富经验的JavaScript开发人员和架构师的需求也日益旺盛。曾经为多种操作系统（或者是为Java或Flash）开发的应用，如今只需运行一个JavaScript应用即可。创业公司选择使用Node.js作为Web服务器，移动应用开发人员使用JavaScript和PhoneGap为多种移动平台创建“原生的”应用，这只需要一份代码库。
JavaScript并不完美，我们轻而易举就能发现遗漏的、不一致的和其他不喜欢的东西。但所有的语言都一样。一旦适应了它的核心思想，采取最佳方法并学会了哪些部分应该避免使用，JavaScript开发就会变得愉悦和高效。
生成式的JavaScript：殊途同归
我们发现直接使用JavaScript开发单页应用更加容易。我们把这些应用叫做原生的单页应用。另外一种出人意料的流行方法是使用生成式的JavaScript，开发人员使用另一种语言来编写代码，然后再转换成JavaScript。这种转换要么发生在运行时，要么发生在单独的生成阶段。著名的JavaScript生成器有以下几个。
Google Web Toolkit(GWT)——GWT使用Java来生成JavaScript。Cappuccino——Cappuccino使用Objective-J，Objective-J是Mac OS X上的Objective-C的副本。Cappuccino自身是从Cocoa应用框架移植过来的，Cocoa也源自OS X。CoffeeScript——CoffeeScript将一种自定义的语言转换成JavaScript，它提供了一些语法糖。考虑到Google在Blogger、Google Groups和其他许多网站上使用了GWT，我们可以放心地说生成式的JavaScript单页应用已被广泛地使用了。这就有个问题：何苦要用一种高级语言来编写代码，然后把它转换成其他语言？这儿有很多生成式的JavaScript仍然很受欢迎的理由，以及为什么这些理由已经没有原来那么令人信服了。
熟悉度——开发人员可以使用更熟悉或者更简单的语言。有了生成器和框架，他们不用学习JavaScript的古怪语法就能进行开发。问题在于，在转换的过程中，最终还是会丢失一些东西。当发生这样的情况时，开发人员不得不查看生成的JavaScript并弄懂它，从而使之正常工作。我们觉得使用抽象层级的语言，还不如直接使用JavaScript来得 高效。框架——开发人员明白，在服务端和客户端使用一致的构建库GWT，使得整个体系结构紧密地结合在了一起。这是一个很有说服力的论据，尤其当团队已经具备了很多专业知识和有很多正在研发中的产品。多目标——开发人员可以用生成器为多个目标编写代码，比如一个文件给Internet Explorer使用，另一个文件给其余的浏览器使用。尽管为不同的目标生成代码听起来很不错，但是我们认为，为所有的浏览器只部署一份JavaScript源代码更加高效。幸亏是趋于一致的浏览器实现和成熟的跨浏览器库（如jQuery），现在编写复杂的单页应用要简单得多了，无需修改就能在所有主流的浏览器上运行。成熟度——开发人员认为开发大规模应用，JavaScript没什么结构化可言。然而JavaScript还是逐渐地成为一种更好的语言，有令人印象深刻的优势和容易控制的缺陷。从强类型语言（比如Java）转来的开发人员，有时候觉得类型安全的缺失是不可饶恕的。还有些从有配套框架（比如Ruby on Rails）转来的开发人员，则对结构化的明显缺失而有所不满。令人欣慰的是，可以结合代码验证工具、代码标准和使用成熟的库来缓解这些问题。今天，我们相信原生的JavaScript单页应用通常都是最佳选择。这也是我们在本书中要设计和构建的单页应用。
1.1.3 我们的关注点本书演示了如何从前端到后端都使用JavaScript5来开发有吸引力的、稳健的、可扩展的和易于维护的单页应用。除非另有说明，否则从这一刻起，当提到单页应用时，我们指的就是原生的JavaScript应用，业务和显示逻辑直接使用JavaScript编写，由浏览器执行。JavaScript利用浏览器技术来渲染界面，如HTML5、CSS3、Canvas或者SVG。
单页应用可以使用许多服务端技术。自从这么多的Web应用转移到了浏览器端，通常对服务器的要求就大大地降低了。图1-2展示了业务逻辑和HTML的生成是如何从服务端迁移到客户端的。
在第7章和第8章，我们会重点讨论后端，所使用的Web服务器和数据库的语言都是JavaScript。你可以不选择这种方式或者可能喜欢另一种后端。这没关系，不管后端使用的是什么技术，本书中使用的大部分单页应用的思想和技术都是有效的。但是如果你想从前端到后端都使用JavaScript，那我们已经为你代劳了。
我们在客户端使用的库，包括用来操作DOM的jQuery，还有历史管理和事件处理的插件。我们使用TaffyDB2来提供高性能的、以数据为中心的模型。使用Socket.IO提供在服务端和客户端之间无缝的、近实时的消息传输。在服务端，使用Node.js作为基于事件的Web服务器。Node.js使用Google V8 JavaScript引擎，擅长处理成千上万的并发连接。在Web服务器上也使用了Socket.IO。使用的数据库是MongoDB，它是一种NoSQL数据库，使用JavaScript原生的数据格式JSON来保存数据，也有JavaScript API和命令行接口。所有这些都是久经考验和流行的解决方案。
开发单页应用所需要编写的JavaScript代码，在规模上至少要比传统网站大一个数量级，这是因为应用的很多逻辑从服务端转移到了浏览器端。开发一个单页应用，可能需要很多开发人员同时编写代码，最终的代码量可能远远超过100 000行。以前为服务端开发而保留的约定和规范，在这种规模下工作是必需的。另外一方面，服务器软件已被简化，只和认证、验证和数据服务相关。在演示示例的过程中，请记住这一点。
相关资源：单页Web应用 JavaScript从前端到后端 完整版.pdf