IoT Studio可视化搭建平台编辑历史功能的思考与探索

2021-12-25 08:31:33

作者 | 远坂
来源 | 阿里技术公众号

一背景

在前端可视化搭建领域中“重做”和“撤销”这两个功能已经是标配中的标配，毕竟只要有用户行为的地方就可能会有出错，这两个功能无疑就是为用户提供了“后悔药”。目前有各种各样的可视化搭建平台，本文介绍IoT Studio可视化搭建平台在编辑历史功能上的设计与思考。

二实现思路

1 页面DSL的维护

在IoT Studio可视化搭建平台中，我们通过页面的抽象语法树来维护页面状态，页面信息和组件信息都记录在对应节点上：

PageNode: {
  componentName: 'page1',
  id: 'page1',
  props: {},
  children: [
    ComponentNode: {
        componentName: 'component1',
        id: 'component1',
        props: {
          width: 800,
          height: 1000,
          color: '#ffffff'
        },
        children: []
    },
    ComponentNode: {
        componentName: 'component2',
        id: 'component2',
        props: {},
        children: []
    },
    ComponentNode: {
        componentName: 'component3',
        id: 'component3',
        props: {},
        children: []
    },
  ]
}

在页面保存时，页面配置会作为JSON文件上传至OSS。

2 重做与撤销

快照法

在每次编辑页面时，将页面的信息进行深拷贝存入历史记录中。在进行重做和撤销时从历史记录中取出对应的快照，用快照代替当前页面状态，即可完成一次历史记录的操作。

在这种方法下，通常使用一个指针来指向当前的页面状态。如下图：

进行后退操作后，指针指向之前的某次快照，页面恢复到P3时的状态：

再次进行编辑时，指针指向新的状态P5 ：

快照法的特点：

实现比较简单，页面信息全量进行深拷贝即可。
历史记录之间的切换灵活。
当页面信息很大时，十分占用存储空间。

指令法

IoT Studio使用的是这种方法。

我们为每一次操作定义两个方法：execute与undo，以及将“操作”抽象为Operation。

在execute中执行这次操作的正向操作，在undo中实现逆向操作。

export abstract class Operation<T = void> {  
  /**
   * 逆向操作
   */
  protected abstract undo(): T;

  /**
   * 正向操作
   */
  protected abstract execute(): T;
}

每进行一次编辑操作，其实就是创建一次Operation并执行其execute方法，随后如果需要撤销就执行其undo方法。

指令法的特点：

相对快照法，在页面配置复杂时，能节省不少存储空间。
不同的Operation其execute和undo逻辑很可能会不一样，有一定的逻辑开发成本。
跨多个历史记录的重做或撤销，需要执行他们之前所有的execute或undo。例如，上图中如果从O3到O1需要执行2次undo。这一点没有快照法便利。

3 实现细节

在上文里提到了IoT Studio使用的是指令法。

Transation

在实际业务开发中，很多场景会涉及到一次性编辑多个组件，即涉及多个Operation实例。于是在Operation基础上有了Transaction——事务的概念，Transaction下维护了一份Operation实例List，每当有execute或者undo执行时，会遍历Operation List中的Operation实例执行其execute或undo方法。

双向链表

IoT Studio中的操作历史是基于双向链表实现的，每个链表节点维护一个Transaction实例。链表节点末端的execute结果既是最新的操作历史。

链表之前通过forwardCurrent和backforwardCurrent方法进行节点状态的切换。

Class Manager {
  backwardCurrent(): boolean {
      if (this._current?.prev) {
        this._current.value.operation.undo();

        this._current = this._current.prev;
        this._validLength -= 1;
        return true;
      }
      return false;
  }

  forwardCurrent(): boolean {
    if (this._current?.next) {
      this._current.next.value.operation.execute();

      this._current = this._current.next;
      this._validLength += 1;
      return true;
    }
    return false;
  }

  addAfterCurrent(item: OperationResult<any>) {
     if (nextNode) {
       nextNode.prev = undefined;
       this._length = this._validLength;
     }

     this._current.next = { value, prev: this._current };
     this._current = this._current.next;
   }
}

每当有新的编辑操作时，会通过addAfterCurrent插入新的节点。

4 总结

Operation是实现重做和撤销的最小指令实例，通过Operation不同子类实现不同的execute和undo方法，从而实现重做和撤销的具体逻辑。

Transaction中维护了Operation实例数组，我们在进行业务逻辑开发中对组件进行属性设置时是以Transaction实例为单位进行业务逻辑开发。

维护了一个双向链表来对Transaction实例进行管理，从而实现可视化搭建的操作历史功能。

三探索

在实现思路中我们提到了“快照法”和“指令法”，对比两者的优缺点，不难发现主要矛盾是在体积与维护成本上。那么有没有一种办法能兼顾二者的优点呢？下面两个工具可以提供一些思路：

immutable.js + 快照法

在JS中对象是引用赋值，在保存对象时往往会使用深拷贝规避这个问题，但是这样会造成CPU和内存的浪费，这也是快照法的缺点所在。

immutable使用持久化数据结构，在使用旧数据创建新数据的时候，会保证旧数据同时可用且不变，同时为了避免深度复制复制所有节点的带来的性能损耗，immutable使用了结构共享，即如果对象树种的一个节点发生变化，只修改这个节点和受他影响的父节点，其他节点则共享。

在实现操作历史功能时，使用immutable存储数据，能解决数据复用的问题。immutable.js + 快照法可以组合使用。据我所知公司的@ali/visualengine使用的就是这个方案。

Git

每次我们运行 git add 和 git commit 命令时，Git 所做的工作实质就是将被改写的文件保存为数据对象，更新暂存区，记录树对象。

我们在使用git维护项目时，理论上随着git commit的次数越来越多，文件对象会越拉越大，但实际上体积并没有变的很大。事实上git在权衡时间和空间后帮我们做了部分优化，较早的版本会保存diff，较新的本会保存全量数据对象。

Git 是如何做到这点的？Git 打包对象时，会查找命名及大小相近的文件，并只保存文件不同版本之间的差异内容。你可以查看包文件，观察它是如何节省空间的。
同样有趣的地方在于，第二个版本完整保存了文件内容，而原始的版本反而是以差异方式保存的——这是因为大部分情况下需要快速访问文件的最新版本。最妙之处是你可以随时重新打包。Git 时常会自动对仓库进行重新打包以节省空间。当然你也可以随时手动执行 git gc 命令来这么做。

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一 背景

二 实现思路

1 页面DSL的维护

2 重做与撤销

3 实现细节

4 总结

三 探索

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一背景

二实现思路

三探索