Python: WEB开发-前端技术与WEB开发环境

前端技术

HTML

HTML(HyperText Markup Language)超文本标记语言,它不同于编程语言

  • 超文本就是超出纯文本的范畴,例如描述文本的颜色、大小、字体等信息,或使用图片、音频、视频等非文本内容
  • HTML由一个个标签组成,这些标签各司其职。有的提供网页信息,有的负责图片,有的负责网页布局
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
     <meta charset="UTF-8">
     <title>首页</title>
</head>
<body>
<h1>你好</h1>
</body>
</html>

超文本需要显示,就得有软件能够呈现超文本定义的排版格式,例如显示图片、表格,显示字体的大小、颜色,这个软件就是浏览器。

超文本的诞生是为了解决纯文本不能格式显示的问题,是为了好看,但是只有通过网络才能分享超文本的内容,所以制定了HTTP协议。

浏览器

历史

参考:Web 浏览器简史

1980年代,Tim Berners-Lee为CERN(欧洲核子研究中心,当时欧洲最大的互联 网节点)设计基于超文本思想的ENQUIRE项目,以促进科研人员之间的信息共享 和更新。1989年他编写了《信息化管理:建议》一文,并构建基于Internet的 Hypertext系统,并在CERN开发了World Wide Web项目,打造了世界上第一个网 站,于1991年8月6日正式上线

  • Tim Berners-Lee于1990年发明了第一个浏览器,还发明了HTTP协议
  • 1994年MIT他创建了W3C。W3C万维网联盟,负责万维网持续发展。他提出W3C的标准应该基于无专利权、无版税

Marc Andreessen于1993年发明了Mosaic浏览器,看到了这个技术的前景,不久 后他成立自己的公司——网景Netscape。1994发布了Netscape Navigator浏览器, 席卷全球

1995年微软发布IE,开启第一次浏览器大战,最终后来居上

由于IE的捆绑销售行为,网景的单一浏览器市场萎缩,从1990年代的90%下降至2006年的1%

1999年网景被AOL收购,收购后不久,Netscape公开了浏览器代码,并创建了Mozilla组织。Mozilla组织使用

Gecko引擎重写浏览器

Mozilla组织使用Gecko引擎发布了几款浏览器,最终于2004年更名为Firefox浏览器

2003年5月,网景被解散

AOL于2007年12月宣布停止支持Netscape浏览器

Apple的Safari于2003发布第一个测试版

2008年Google的Chrome浏览器带着 V8 引擎横空出世

网景公司的技术:

  • HTTP Cookie,解决HTTP无状态
  • JavaScript
  • SSL协议
  • JAR格式文件,将Java的class文件打包压缩,并加上签名

2012年4月9日,微软以10亿5千6百万美元购买800项美国在线的专利或专利授权,专家们认为网景的SSL、Cookie等专利可能是微软愿意出高价的理由之一【摘自wiki百科】

浏览器技术

浏览器是一种特殊的客户端,能够基于HTTP(s)、FTP等协议和WEB服务器进行交互,呈现网页内容的软件

可以简单的认为浏览器软件分为2个部分:

外壳

  • 外壳提供用户交互的界面

内核(引擎Engine)

  • 提供HTML、CSS、图像的渲染引擎,提供DOM编程接口
  • 提供JavaScript引擎
    • 提供浏览器内建对象
排版(渲染)引擎 浏览器 说明
Gecko Firefox C++开发并最早开源,可以支持复杂的网页效果,提供强大的浏览器扩展接口
Trident IE、AOL 早期未按照W3C标准实现,兼容性很差,IE9之后内核升级以符合标准
KHTML   KDE,于1998年开发
Presto Opera 目前公认的网页浏览速度最快的内核,但牺牲一部分兼容性
WebKit Safari、Chrome WebKit基于KHTML开发。网页浏览速度较快,但网页容错性不高
Blink Chrome、Opera 基于WebKit WebCore

其他国内浏览器,一般都是采用了以上的一个或两个内核加上外壳实现

JS引擎

不同浏览器内核中也使用不同的JS引擎,常见的JS引擎有JScript、TraceMonkey(Firefox)、V8等。

这些引擎差异不小,实现ECMA标准不同,甚至有不按照标准实现的。

使用jQuery等框架来解决兼容性问题,抹平平台差异。

JavaScript

JS

Javascript 简称JS,是一种动态的弱类型脚本解释性语言,和HTML、CSS并称三大WEB核心技术,得到了几乎主流浏览器支持

1994年,网景Netscape公司成立并发布了Netscape Navigator浏览器,占据了很大的市场份额,网景意识到WEB需要动态,需要一种技术来实现

1995年9月网景浏览器2发布测试版本发布了LiveScript,随即在12月的测试版就更名为JavaScript。同时期,微软推出IE并支持JScript、VBScript,与之抗衡

1997年,网景、微软、SUN、Borland公司和其他组织在ECMA确定了ECMAScript语言标准。JS就成为ECMAScript标准的实现之一

ES

ES,ECMAScript是由ECMA国际(前身为欧洲计算机制造商协会,英文名称是 European Computer Manufacturers Association)通过ECMA-262标准化的脚本 程序设计语言。该语言被广泛的应用于互联网。

JavaScript是商品名,目前商标权在Oracle公司手中。ES是标准名。

根据ES标准,有很多实现引擎,其中包括JavaScript、JScript等,它们都ECMA-262标准的实现和扩展。

为什么之前浏览器兼容是个大问题?

HTML、CSS、JS技术都在发展,标准版本很多。浏览器内嵌的引擎实现不太一致,
甚至有不按照标准实现,或减少实现,或改变实现,或增加功能的实现,比如IE,
这就导致了开发人员负担,很难做到一套代码可以兼容地跑在多种浏览器中,甚
至都不能跑在同一种浏览器的不同版本中。
  • 1997年,制定首个版本ECMA-262
  • 1999年12月,ES 3,支持更强大的正则表达式等
  • ES4太激进,最终放弃
  • 2009年,ES5发布,得到广泛支持。支持严格模式,支持Json
  • 2015年,ES6发布,引入非常多的新的语言特性,还兼容旧版本特性。ES6之前按照版本号命名,从ES6开始使用年份作为版本号,ES6即ECMAScript 2015

JavaScript 的标准是 ECMAScript。截至 2012 年,所有的现代浏览器都完整的 支持 ECMAScript 5.1,旧式的浏览器至少支持 ECMAScript 3 标准。2015年6月 17日,ECMA国际组织发布了 ECMAScript 的第六版,该版本正式名称为 ECMAScript 2015,但通常被称为 ECMAScript 6 或者 ES6。自此,ECMAScript 每年发布一次新标准。本文档目前覆盖了最新 ECMAScript 的草案,也就是 ECMAScript2019 – 摘自MDN

V8 引擎

就在浏览器市场一家独大的时候,Firefox、chrome异军突起.

2008年9月2日,Google的chrome浏览器发布,一并发布的Js引擎,就是V8引擎。V8使用BSD协议开源

  • V8引擎使用 C++ 开发,将JavaScript编译成了机器码,而不是字节码,还用很多优化方法提高性能,因此,V8引擎速度非常快。
  • V8引擎还可以独立运行,可以嵌入到其他任何C++程序中。
  • V8引擎的诞生,使得服务器端运行JS成为了可能且方便的事情。

2009年,基于V8引擎,诞生了Nodejs,这是服务器端运行JS的运行环境。

CSS(Cascading Style Sheets)层叠样式表

HTML本身为了格式化显示文本,但是当网页呈现大家面前的时候,需求HTML提供更多样式能力。这使得HTML变得越来越臃肿。这促使了CSS的诞生。

  • 1994年,W3C成立,CSS设计小组所有成员加入W3C,并努力研发CSS的标准,微软最终加入。
  • 1996年12月发布CSS 1.0。
  • 1998年5月发布CSS 2.0。
  • CSS 3采用了模块化思想,每个模块都在CSS 2基础上分别增强功能。所以,这些模块是陆续发布的。

不同厂家的浏览器使用的引擎,对CSS的支持不一样,导致网页布局、样式在不 同浏览器不一样。因此,想要保证不同用户使用不同浏览器看到的网页效果一直 非常困难

动态网页技术

JS的引入使得浏览器可以显示动态的效果,但这不是动态网页。

发明WEB技术的初衷是为了分享文档,而这些内容是静态的,就是写好的不变的文件。通过URL定位到这些文档,将内容下载到浏览器上,由浏览器呈现。

互联网发展,网民的需求增加,大家希望提供交互式访问。用户提交需求,服务端找到需求匹配的资源并发回浏览器端显示。这就是动态网页。

动态网页指的是网页的内容是动态的,URL不变,里面的内容变化。例如访问一个查询页面,提交的关键字不同,下面表格的内容变化

动态网页,表现的是浏览器端内容的变化,而本质上它是一种服务端动态网页技术server-side dynamic web page。

最早诞生的动态网页技术有ASP、JSP、PHP等,后来几乎所有流行的高级语言都提供了开发动态网页的能力。

网页布局

早期的网页只需要简单的显示标题、正文、图片,使用 <P> 标签分段。

后来有人大量使用表格标签,可以做到很好的内容布局,也出现结构化的布局方案。但随着页面内容的堆积,出现了成百上千个表格嵌套的情况,浏览器绘制很慢。

后来出现了Div + CSS布局风格,舍弃了表格布局,加上JavaScript,使得前后端开发分离,而且可以做到很好的自适应布局。例如流式瀑布一样的布局。

同步和异步

同步

  • 早期,网页就是一页页的文本,没什么图片、样式
  • 后来,互联网时代到来,网页内容越来越多,页面文件越来越大
  • 浏览器渲染HTML,需要先下载CSS加载,为的是准备渲染网页之后,下载网页 内容,并逐步渲染。还要构建DOM树,加载JS脚本并执行,JS可能需要修改DOM, 网页就要重新渲染
  • 如果JS放在网页HEAD中,还需要等待JS下载并加载
  • 图片使用 <img> 标签,是发起新的HTTP请求,如果图片返回,需要重新绘制网页
  • 好不容易,一张网页绘制完毕。这里面发起了很多的HTTP请求

交互式网页,用户提交了请求,就是想看到查询的结果。服务器响应到来后是一 个全新的页面内容,哪怕URL不变,整个网页都需要重新渲染。例如,用户填写 注册信息,只是2次密码不一致,提交后,整个注册页面重新刷新,所有填写项 目重新填写(当然有办法让用户减少重填)。这种交互非常不友好。

从代价的角度看,就是为了注册的一点点信息,结果返回了整个网页内容,不但浪费了网络带宽,还需要浏览器重新渲染网页,太浪费资源了,影响了用户体验和感受。

上面这些请求的过程,就是同步过程,用户发起请求,页面整个刷新,直到服务器端响应的数据到来并重新渲染。

异步

1996年微软实现了iframe标签,可以在一个网页使用iframe标签局部异步加载内容。

1999年微软推出异步数据传输的ActiveX插件技术,太笨重了,但是也火了很多年。有一个组件XMLHttpRequest被大多数浏览器支持。

A JAX即“Asynchronous Javascript And XML”(异步JavaScript和XML),使 用XMLHttpRequest组件,结合JS,数据格式采用XML(可扩展标记语言),将这 三者结合,实现网页的异步请求。A JAX是一种技术的组合,技术的重新发现, 而不是发明,但是它深远的影响了整个WEB开发。

2005,google在Gmail和地图中应用Ajax,使它大受欢迎并推广开来。

有了异步请求,就可以动态的从浏览器发起请求到服务器端,服务器端返回响应 的数据封装成XML(JSON)返回给浏览器,浏览器只需要使用JS把内容加入到DOM 中,局部渲染就可以了。这个过程中,整个网页不用重新刷新,只需要局部动态 改变即可。

前端开发

早期前端开发使用网页三剑客:Dreamweaver、Firework、Flash。微软的有Frontpage。

不管使用什么工具,都不能改变JS兼容、CSS兼容、浏览器版本兼容问题,非常头疼。

2006年 jQuery库诞生,出现了JS框架,抹平了平台差异。基于它产生了众多的插件,前端开发终于轻松了些。

  • 2008年 V8引擎伴随着Chrome浏览器发布
  • 2009年 ES5标准发布
  • 2009年 Nodejs发布,服务器端也可以使用JavaScript了
  • 2009年 AngularJS诞生,之后被谷歌收购
  • 2010年 Backbone.js诞生
  • 2011年 React和ember诞生,React于2013年5月开源
  • 2014年 国人 尤雨溪 的Vue.js诞生
  • 2014年 HTML5标准发布

前端工具和框架越来越多,前端开发已经不是随便使用一个什么文本编辑器就可以完成的了。如果使用框架,需要很多工具的配合,配置好一个开发环境非常重要。

硬件发展

最初,网页就是简单的文本,计算机轻松胜任。

后来,网页对多媒体的支持,动态效果的支持,都需要使用大量的CPU、内存资源,甚至是显卡的渲染能力。

所以,个人PC需要不断升级,否则浏览网页很困难。

  • 移动互联网到来的早期,手机看的网页,都需要单独处理。
  • 手机屏幕小、CPU弱、内存小,能看的网页纯文本加小图。这样产生的流量也小,2G时代谈不上网速。
  • 2007年第一代IPhone诞生,2008年安卓手机诞生,3G的移动互联网时代到来了。
  • 手机硬件水平不断提升,手机的开发平台可以让众多开发者开发APP,用户可以下载安装使用这些APP。
  • 对于开发者来说,开发就是个问题了,是不是需要开发一套IPhone版本、再开发一套安卓,在开发一套网页的版本呢?
  • 2013年,中国开始进入4G时代。手机硬件水平也得到了很大的提升。
  • 众多平台都在思考是否能够一套架构,解决所有前端问题。使用的还是最通用的技术网页+JS。

如今的前端开发已经不是以前的几个js文件、几百行代码了。为了适应需求,新框架、新编程模式不断涌现,这些工具都大大方便了协作开发,同时解决平台兼容性问题。

开发环境

Nodejs

Nodejs是服务器端运行JavaScript的开源、跨平台运行环境。

Nodejs原始作者瑞安·达尔(Ryan Dahl),于2009年发布,使用了V8引擎,并采用事件驱动、非阻塞、异步IO模型。

2010年,npm软件包管理器诞生,通过它,可以方便的发布、分享Nodejs的库和源代码。

Nodejs 4.0引入了ES6语言特性。

官网: https://nodejs.org

安装

国内可以去阿里云镜像站 https://developer.aliyun.com/mirror/nodejs-release

Linux 解压即可运行

windows 安装msi程序,双击安装。

msi安装会增加path路径

  • 全局安装目录 D:\Program Files\nodejs\
  • 本用户目录 C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\npm
node -v #查看版本

Visual Studio Code

新版VS Code Windows版分为System 和 User两个版本,当前用户使用安装User版即可。

安装插件

安装Node.js exec插件,将写的js跑在nodejs上。

Node.js Exec插件快捷键:F8运行js脚本,F9停止

前端开发中,JS脚本一般来说是为了控制浏览器的网页的,这里使用了VSCode,只是为了开发调试方便

解决快捷键冲突

  • F8和某些软件冲突,无法使用,例如某些词典软件。
  • 可以通过调整VSCode的快捷键设置。当然可以修改其他软件的快捷键

在 JavaScript 里,通常使用 Prettier 这个工具来格式化代码,它能让代码符合统一的风格规范。

#安装 Prettier, 在项目根目录下执行
npm install --save-dev prettier

#格式化文件 --write 选项会让 Prettier 直接修改文件内容,将其格式化为规范的样式。
npx prettier --write index.js

#运行代码
node index.js
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