在写web项目的时候经常会用到一个技术：模板引擎 ，例如在开发一个spring项目需要写前端页面的时候，我们常常会提到Thymeleaf 模板引擎，他让我们能够实现动态页面？那么模板引擎是怎么做到的呢，接下来我们来具体聊聊？
模板引擎是什么？能做什么
模板引擎是一种用于将静态模板（如 HTML 文件）与动态数据相结合以生成最终网页的工具。它允许开发者在模板中定义占位符和逻辑控制结构，然后通过将实际数据填充到这些占位符中来生成特定的网页内容。这样，开发者可以将网页的结构和样式与数据展示逻辑分离
将实际数据填充到这些占位符
模板引擎的分类
按渲染页面的环境分类，模板引擎分为服务器端模板引擎和客户端模板引擎
服务器端模板引擎
服务端渲染是一种将页面的生成和渲染工作主要交给服务端（服务器）完成的方式。服务器根据请求动态生成完整的 HTML 内容，并直接发送给客户端。
服务器端模板引擎在服务器上运行，将生成的 HTML 页面发送给客户端浏览器。
例如，Thymeleaf（用于 Java）、Jinja2（用于 Python）等。这些引擎通常与后端框架紧密结合，用于生成动态的 HTML 页面。
优点：
- 首屏加载快：用户可以立即看到完整的页面内容，无需等待 JavaScript 加载和执行。
- SEO 友好：搜索引擎可以直接索引服务器返回的 HTML 内容。
- 兼容性好：不依赖客户端的 JavaScript 执行，即使用户禁用了 JavaScript，页面也能正常显示。
缺点：
- 服务器压力大：服务器需要动态生成每个页面的 HTML 内容，可能增加服务器的负载。
- 响应速度慢：每次页面更新都需要重新请求服务器，响应速度可能不如客户端渲染快。
- 开发复杂度高：需要后端支持，开发和部署相对复杂。
客户端模板引擎
客户端渲染是一种将页面的生成和渲染工作主要交给客户端（浏览器）完成的方式。客户端模板引擎在客户端浏览器中运行，通过 JavaScript 将数据渲染到页面上。
具体来说，服务器只提供基本的 HTML 结构和 JavaScript 文件，页面的具体内容是通过 JavaScript 在浏览器中动态生成的。
例如，Handlebars、Vue.js、React 等。这些引擎通常用于构建单页应用（SPA），实现页面的动态更新而无需刷新整个页面。
优点：
- 响应速度快：页面更新只需重新渲染部分内容，无需重新加载整个页面。
- 适合动态内容：非常适合需要频繁更新内容的页面，如单页应用（SPA）。
- 开发体验好：前端开发者可以使用现代框架（如 Vue、React）进行组件化开发。
缺点：
- SEO 不友好：搜索引擎可能无法直接索引动态生成的内容，需要额外的 SEO 优化。
- 首屏加载慢：用户需要等待 JavaScript 加载和执行后才能看到完整内容。
- 依赖 JavaScript：如果用户禁用了 JavaScript，页面可能无法正常显示。
模板引擎的原理
（一）服务端模板引擎的原理
（1）模板加载
服务器端模板引擎从指定的位置（如文件系统、数据库或类路径资源等）加载模板文件。这些模板文件通常包含静态的 HTML 结构以及模板引擎特定的语法和占位符
以thymeleaf为例，他的模板会定义如下的命名空间。
<html xmlns:th="http://www.thymeleaf.org">
这个声明，用于定义 Thymeleaf 的命名空间。它的作用是告诉浏览器和 Thymeleaf 引擎，当前文档中使用了 Thymeleaf 的自定义属性和指令。
这样模板引擎可以通过它找到属于本引擎的模板。
（2）数据绑定
将后端生成的数据模型（如 Java 对象、Python 字典、JavaScript 对象等）与模板中的占位符进行绑定。
数据模型包含了用于填充模板中动态部分的实际数据。绑定过程可以通过模板引擎提供的 API 或者在框架的配合下自动完成。
（3）语法解析
模板引擎会对模板中的语法进行解析，识别出占位符、条件语句、循环语句等模板指令。根据解析结果，模板引擎将数据填充到相应的位置，并按照逻辑控制结构生成最终的 HTML 内容。
例如，{{ variable }} 用于插入变量值，{% if condition %}...{% endif %} 用于条件判断，{% for item in items %}...{% endfor %} 用于循环遍历。
（4）渲染输出
经过语法解析和数据填充后，模板引擎将生成最终的 HTML 页面内容。对于服务器端模板引擎，生成的 HTML 会直接发送给客户端浏览器；对于客户端模板引擎，生成的 HTML 会动态更新到当前页面中，实现页面的局部刷新或动态内容展示。
（二）客户端模板引擎的原理
（1）模板加载
客户端模板引擎通常通过 AJAX 请求或直接在 HTML 文件中内联的方式获取模板（一般就是一个html文件）。这些模板可以是简单的 HTML 片段，也可以包含模板引擎特定的语法。
（2）数据获取
数据可以通过多种方式获取，比如从服务器通过 API 请求获取 JSON 数据，或者直接在前端 JavaScript 代码中定义数据
（3）模板编译
模板引擎将模板编译成一个可以执行的函数。这个函数接受数据作为输入，并返回渲染后的 HTML 字符串
（4）数据绑定与渲染
将获取到的数据传递给编译后的模板函数，生成 HTML 字符串。然后通过 JavaScript 操作 DOM，将生成的 HTML 插入到指定的 DOM 元素中，实现页面的动态更新。用户与页面交互时，JavaScript 动态更新页面，无需重新加载整个页面。
（5）虚拟 DOM（可选）
一些现代的前端框架（如 Vue.js、React）使用虚拟 DOM 来优化渲染性能。虚拟 DOM 是真实 DOM 的 JavaScript 对象表示，框架通过比较新旧虚拟 DOM 的差异（Diff 算法），只对真实 DOM 进行必要的更新，从而减少直接操作 DOM 的次数，提高性能
最后以Vue为例，我们来详细聊聊Vue的模板引擎功能。（可以不看）
（三）Vue模板引擎功能的原理
首先说一些众所周知的介绍。
Vue.js 是一个基于客户端渲染（CSR）的渐进式 JavaScript 框架，主要用于构建动态的用户界面和单页应用（SPA）。
模板引擎只是它提供的众多功能之一。
Vue 的客户端渲染过程主要依赖于其响应式系统、虚拟 DOM 和组件化架构。
（1）加载 HTML 文件
浏览器首先加载一个基础的 HTML 文件（通常是 index.html），该文件通常包含一个挂载点（如 <div id="app"></div>）：
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
<title>Vue App</title>
</head>
<body>
<div id="app"></div>
<script src="bundle.js"></script>
</body>
</html>
（2）加载 JavaScript 文件
HTML 文件中通过 <script> 标签引入打包后的 JavaScript 文件（如 bundle.js）。浏览器加载并执行该文件，初始化 Vue 应用。
（3）Vue实例化
在 JavaScript 文件中，Vue 通过 new Vue() 创建一个实例，并将其挂载到指定的 DOM 元素上（如 <div id="app"></div>）。
new Vue({
el: '#app', // 挂载点
render: h => h(App) // 渲染根组件
});
（4）组件解析与渲染
Vue 的核心是组件化开发，每个 Vue 应用都是由多个组件构成的。组件的渲染过程如下：
解析模板
Vue 会解析组件的模板（可以是 .vue 文件中的 <template> 部分，或者通过 render 函数定义的模板）。模板中的指令（如 v-bind、v-for、v-if 等）会被解析为 JavaScript 表达式。
虚拟 DOM
Vue 使用虚拟 DOM（Virtual DOM）来提高渲染性能。在解析模板后，Vue 会将模板转换为虚拟 DOM 树。虚拟 DOM 是真实 DOM 的 JavaScript 表示，用于高效地操作 DOM。
响应式系统
Vue 的响应式系统会将组件的 data 属性转换为响应式对象。当数据发生变化时，Vue 会自动检测到这些变化，并更新虚拟 DOM。
渲染虚拟 DOM
当虚拟 DOM 更新后，Vue 会通过一个高效的算法比较新旧虚拟 DOM 的差异（Diff 算法），并只将变化的部分更新到真实 DOM 中。这个过程称为“渲染”。
（5）用户交互与动态更新
Vue 的客户端渲染不仅在页面加载时发生，还会在用户交互时动态更新页面。以下是用户交互的处理过程：
事件绑定
Vue 允许通过 v-on 或 @ 指令绑定事件处理器。当用户触发事件（如点击按钮）时，Vue 会调用对应的事件处理函数。
数据更新
事件处理函数可以修改组件的数据。由于 Vue 的响应式系统，数据的更新会自动触发虚拟 DOM 的重新渲染。
视图更新
Vue 会通过 Diff 算法计算出虚拟 DOM 的变化，并将变化的部分更新到真实 DOM 中，从而实现视图的动态更新。
聊聊虚拟dom
虚拟 DOM（Virtual DOM）是现代前端框架（如 React、Vue 等）中一个非常重要的概念，它是一种轻量级的 JavaScript 对象，用于表示真实 DOM 的结构。
1. 什么是虚拟 DOM？
虚拟 DOM 是真实 DOM 的一种抽象表示，它以 JavaScript 对象的形式存在，用于描述页面的结构和内容。虚拟 DOM 的结构与真实 DOM 非常相似，但它并不直接操作浏览器的 DOM，而是通过 JavaScript 对象来模拟 DOM 的行为。
例如，一个简单的 HTML 元素：
<div id="example" class="container">
<p>Hello, World!</p>
</div>
对应的虚拟 DOM 可能是一个类似这样的 JavaScript 对象：
{
type: 'div',
props: {
id: 'example',
className: 'container',
children: [
{
type: 'p',
props: {
children: 'Hello, World!'
}
}
]
}
}
2. 虚拟 DOM 的工作原理
（1）构建虚拟 DOM
当开发者编写组件的模板时，框架（如 Vue 或 React）会将模板解析为虚拟 DOM。例如，在 Vue 中，模板会被编译为渲染函数，渲染函数返回一个虚拟 DOM 对象。
function render() {
return {
type: 'div',
props: {
id: 'example',
children: [
{ type: 'p', props: { children: 'Hello, World!' } }
]
}
};
}
（2）更新虚拟 DOM
当组件的数据发生变化时，框架会重新执行渲染函数，生成一个新的虚拟 DOM 树。这个过程称为“重新渲染”。
（3）比较虚拟 DOM（Diff 算法）
框架会比较新旧虚拟 DOM 树的差异（即 Diff 算法）。Diff 算法会找出两棵树之间的不同之处，例如：
哪些节点被添加或删除。
哪些节点的属性发生了变化。
哪些节点的内容发生了变化。
（4）更新真实 DOM
根据 Diff 算法的结果，框架会生成一个最小化的操作列表，并将这些操作应用到真实 DOM 上。由于真实 DOM 的操作非常耗时，而虚拟 DOM 的操作只需要在 JavaScript 中进行，因此这种方式大大提高了性能。
3. 虚拟 DOM 的优势
虚拟 DOM 的设计带来了以下主要优势：
（1）性能优化
从每个操作都需要操作Dom，多次操作Dom -> 先操作JS对象，再操作Dom，仅操作一次DOM
直接操作真实 DOM 是非常昂贵的，因为每次操作都会触发浏览器的重排（Reflow）和重绘（Repaint）。虚拟 DOM 通过在内存中操作 JavaScript 对象，减少了对真实 DOM 的直接操作，从而提高了性能。
（2）跨平台复用
虚拟 DOM 是一个抽象的 JavaScript 对象，因此它可以被用于不同的渲染目标，而不仅仅是浏览器的 DOM。例如，React Native 就是通过虚拟 DOM 将组件渲染到原生视图上。
（3）简化开发
虚拟 DOM 的存在使得开发者可以专注于组件的逻辑，而不必担心直接操作 DOM 的复杂性。框架会自动处理 DOM 的更新，开发者只需要关注数据的变化。
4. 虚拟 DOM 的缺点
（1）内存占用
虚拟 DOM 是一个 JavaScript 对象，因此它会占用一定的内存。对于非常复杂的页面，虚拟 DOM 的大小可能会变得较大。
（2）额外的计算开销
Diff 算法需要比较新旧虚拟 DOM 树的差异，这本身会带来一定的计算开销。虽然现代框架已经优化了 Diff 算法，但在极端情况下（如频繁更新大量节点），仍然可能影响性能。
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