描述在 grunt 中实现数学公式渲染

解读

面试官并非想听“把 MathJax 丢进页面就完事”,而是考察候选人能否把数学公式渲染这一“非典型前端构建需求”纳入 Grunt 自动化体系。核心诉求是:

  1. 用 Grunt 把源文档(Markdown/LaTeX/HTML)中的公式提取、转换、渲染成可部署的静态资源
  2. 兼顾开发体验(watch + livereload)与生产性能(按需打包、CDN、缓存 busting);
  3. 方案必须可落地、可插拔、可维护,体现对 Grunt 插件生态与流程编排的深度理解。

知识点

  • Grunt 任务模型:initConfig / registerTask / task 依赖图
  • 公式引擎选型:KaTeX(服务端渲染、无字体闪跳) vs MathJax(Node 版,支持更多宏)
  • 多格式输入:Markdown + LaTeX 块、行内 ......,HTML 中的 <span class="math">
  • AST 级提取:markdown-it + markdown-it-texmath、rehype-katex、unified 体系
  • Grunt 插件链:grunt-contrib-clean、grunt-contrib-copy、grunt-contrib-concat、grunt-webpack、grunt-contrib-watch、grunt-contrib-connect、grunt-cache-bust
  • 服务端渲染:grunt-exec 调用 KaTeX CLI 或自建 Node 脚本,生成纯 HTML + CSS,避免前端运行时解析压力
  • 字体与静态资源:把 KaTeX 字体文件哈希化并写入 CDN,利用 grunt-filerev 自动更新引用路径
  • livereload 注入:grunt-contrib-watch 监听 .md.tex.html 变化,触发重新渲染并推送浏览器刷新
  • 缓存策略:grunt-asset-cache 对公式字体做长期缓存,HTML 片段做短期缓存
  • 错误熔断:grunt-if 判断 KaTeX 编译失败则中断后续任务,防止脏构建上线

答案

“我曾在某在线教育平台用 Grunt 搭建数学公式渲染流水线,日构建 2000+ 课件,核心思路分三层:

  1. 预处理层
    先用 grunt-markdown-it 把教师编写的 .md 编译成 HTML,同时启用 markdown-it-texmath 插件,把 $...$$$...$$ 替换成占位标记 <span class="math-inline" data-tex="..."><div class="math-block" data-tex="...">,保证后续可逆。

  2. 渲染层
    通过自定义任务 grunt.registerTask('katex:render', function () { ... }),在 Node 里批量读 DOM,把 data-tex 值喂给 KaTeX server-side API,返回纯 HTML + 内联 CSS。渲染失败时把错误信息写进 .grunt/katex-error.json,并用 grunt-if 中断流水线,防止脏数据进入生产包。

  3. 资源层与优化
    用 grunt-copy 把 KaTeX 字体拷到 dist/static/fonts/,再用 grunt-filerev 给字体打哈希,grunt-usemin 自动把 CSS 里的 url(fonts/KaTeX_Main.woff2) 更新成 url(fonts/KaTeX_Main-3ab4cd.woff2),实现缓存 busting
    开发阶段,grunt-contrib-watch 监听 .md.tex 文件,触发 katex:render 后推送 livereload;生产阶段,grunt-contrib-cssmin 把 KaTeX 核心 CSS 与项目样式合并压缩,减少一次往返。

最终效果:本地编辑保存后 800 ms 内浏览器自动刷新,公式无闪跳;生产包体积下降 35%,首次渲染时间 < 1.2 s,完全满足教研团队‘所见即所得’的需求。”

拓展思考

  • 混合引擎:若教材用到大量 AMS 宏,可在同一流水线里降级策略:grunt-exec 先调用 KaTeX,失败则回退到 MathJax-node-svg,保证兼容性。
  • 增量渲染:对上万课件场景,可结合 grunt-newer 与 git diff,只渲染变更文件中的公式,CI 构建时间从 6 min 降到 45 s。
  • WebComponent 化:把渲染后的 <katex-formula> 封装成自定义元素,利用 grunt-babel 转译,让公式片段可复用、可SSR、可独立版本管理
  • Monorepo 复用:把上述任务抽成 grunt-katex-renderer 私有插件,发布到内部 Verdaccio,供多个业务线一键接入,实现“一次配置,全公司受益”。