8.2.3 Vue.js 源码剖析-模板编译和组件化

本文为拉勾网大前端高薪训练营第一期笔记

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心得体会

从5月14日开始在拉勾网学习大前端高薪训练营，到现在8月6日，不知不觉快三个月了，又找到了过去顶着压力学习的感觉，一天不学就浑身难受，主要是进度赶着人走，再加上交作业的截止日期（虽然只是说早交加分，但是不知不觉还是会有压力）、串讲直播和小雪班主任的敲窗户式提醒，学习效果杠杠的。

从学习成果来讲，硕果累累，我之前只看文档不求甚解，这次Vue.js章节的源码剖析和讲解后的调试真的学到很多，不仅是Vue.js的原理，优化过程，更多的是一种学习的方法，码农本来就是追着前沿跑的职业，不进步就要被淘汰，看源码绝对是不可或缺的一种学习方法。更何况很多过时项目年久失修，文档更新不及时，都得靠看源码来找到使用方法和解决bug的途径。

从选题来讲，到目前学到的部分，ES新语法、前端工程化（主要是webpack）、Vue.js源码剖析，都是非常流行和实用的实践知识。

要说学习过程有什么困难的话，就是Vue.js源码部分比较复杂，经常听着听着走神漏了一句，还得倒回去重新听，恐怕要听好几遍，复习一下才能真正有一个清晰的认识。

8.2.3 Vue.js 源码剖析-模板编译和组件化

模板编译

• 模板编译的主要目的是将模板 (template) 转换为渲染函数 (render)

  
title
  
some content

• 渲染函数 render

render (h) {
  return h('div', [
		h('h1', { on: { click: this.handler} }, 'title'),
    h('p', 'some content')
  ])
}

• 模板编译的作用
  • Vue 2.x 使用 VNode 描述视图以及各种交互，用户自己编写 VNode 比较复杂
  • 用户只需要编写类似 HTML 的代码 - Vue 模板，通过编译器将模板转换为返回 VNode 的
    render 函数
  • .vue 文件会被 webpack 在构建的过程中转换成 render 函数

体验模板编译的结果

• 带编译器版本的 Vue.js 中，使用 template 或 el 的方式设置模板

 
  
Vue模板编译过程
 
  
{{ msg }}
  

 

• 编译后 render 输出的结果

(function anonymous() {
  with (this) {
    return _c(
      "div",
      { attrs: { id: "app" } },
      [
        _m(0),
        _v(" "),
        _c("p", [_v(_s(msg))]),
        _v(" "),
        _c("comp", { on: { myclick: handler } }),
      ],
      1
    );
  }
});

• _c 是 createElement() 方法，定义的位置 instance/render.js 中
• 相关的渲染函数(_开头的方法定义)，在 instance/render-helps/index.js 中

// instance/render-helps/index.js
target._v = createTextVNode target._m = renderStatic
// core/vdom/vnode.js
export function createTextVNode(val: string | number) {
  return new VNode(undefined, undefined, undefined, String(val))
}
// 在 instance/render-helps/render-static.js 
export function renderStatic(
  index: number,
  isInFor: boolean
): VNode | Array {
  const cached = this._staticTrees || (this._staticTrees = []) let tree = cached[index]
  // if has already-rendered static tree and not inside v-for, 
  // we can reuse the same tree.
  if (tree && !isInFor) {
    return tree
  }
  // otherwise, render a fresh tree.
  tree = cached[index] = this.$options.staticRenderFns[index].call(this._renderProxy,
    null,
    this // for render fns generated for functional component templates
  )
  markStatic(tree, `__static__${index}`, false) return tree
}

• 把 template 转换成 render 的入口 src\platforms\web\entry-runtime-with-compiler.js

Vue Template Explorer

• vue-template-explorer
  • Vue 2.6 把模板编译成 render 函数的工具
• vue-next-template-explorer
  • Vue 3.0 beta 把模板编译成 render 函数的工具

模板编译过程

• 解析、优化、生成

编译的入口

• src\platforms\web\entry-runtime-with-compiler.js

Vue.prototype.$mount = function (
  // ......
  // 把 template 转换成 render 函数
  const { render, staticRenderFns } = compileToFunctions(template, {
  outputSourceRange: process.env.NODE_ENV !== 'production',
  shouldDecodeNewlines,
  shouldDecodeNewlinesForHref,
  delimiters: options.delimiters,
  comments: options.comments
}, this)
  options.render = render options.staticRenderFns = staticRenderFns
  // ......
)

• 调试 compileToFunctions() 执行过程，生成渲染函数的过程
  • compileToFunctions: src\compiler\to-function.js
  • complie(template, options):src\compiler\create-compiler.js
  • baseCompile(template.trim(), finalOptions):src\compiler\index.js

compileToFunctions()

把模板编译成字符串，new Function(str)转换成函数，如果有错误就保存下来，最后缓存转换出的函数

compile()

合并参数，调用baseCompile()，记录errors和tips

baseCompile()

• parse
• optimize
• generate

抽象语法树

• 简称AST(Abstract Syntax Tree)
• 使用对象的形式描述树形的代码结构
• 此处的抽象语法树是用来描述树形结构的HTML字符串

为什么要使用抽象语法树

• 模板字符串转换成AST后，可以通过AST对模板做优化处理
• 标记模板中的静态内容，在patch的时候直接跳过静态内容
• 在patch的过程中静态内容不需要对比和重新渲染

查看ast

astexplorer.net

@vue/compiler-core是vue3的解析器

vue-template-compiler是vue2.6的解析器

parse

• parse options
• parse html：使用simplehtmlparser开源库
  • start开始标签，
    • 创建ASTElement
    • parse v-pre, v-if, v-for, v-once
  • end结束标签
  • chars文本内容
  • comment注释标签

optimize

• 优化抽象语法树，检测子节点中是否是纯静态节点
• 一旦检测到纯静态节点
  • 提升为常量，重新渲染的时候不在重新创建节点
  • 在 patch 的时候直接跳过静态子树

// src\compiler\index.js
if (options.optimize !== false) {
  optimize(ast, options)
}
// src\compiler\optimizer.js 
/**
 * Goal of the optimizer: walk the generated template AST tree
* and detect sub-trees that are purely static, i.e. parts of
* the DOM that never needs to change. *
* Once we detect these sub-trees, we can: *
* 1. Hoist them into constants, so that we no longer need to * create fresh nodes for them on each re-render;
* 2. Completely skip them in the patching process.
*/
export function optimize(root: ?ASTElement, options: CompilerOptions) {
  if (!root) return
  isStaticKey = genStaticKeysCached(options.staticKeys || '') isPlatformReservedTag = options.isReservedTag || no
  // first pass: mark all non-static nodes. 
  // 标记非静态节点
  markStatic(root)
  // second pass: mark static roots.
  // 标记静态根节点
  markStaticRoots(root, false)
}

生成 - generate

AST生成js代码

// src\compiler\index.js
const code = generate(ast, options)
// src\compiler\codegen\index.js
export function generate(
  ast: ASTElement | void,
  options: CompilerOptions
): CodegenResult {
  const state = new CodegenState(options)
  const code = ast ? genElement(ast, state) : '_c("div")'
  return {
    render: `with(this){return ${code}}`,
    staticRenderFns: state.staticRenderFns
  }
}
// 把字符串转换成函数
// src\compiler\to-function.js
function createFunction(code, errors) {
  try {
    return new Function(code)
  } catch (err) {
    errors.push({ err, code }) return noop
  }
}

总结

组件化回顾

• 一个Vue组件就是一个拥有预定义选项的一个Vue实例
• 一个组件可以组成页面上一个功能完备的区域，组件可以包含脚本、样式、模板

组件注册方式

• 全局组件

Vue.component('comp', { template: '
hello
'})

• 局部组件

var ComponentA = { /* ... */ }
var ComponentB = { /* ... */ }
var ComponentC = { /* ... */ }
new Vue({
  el: '#app',
  components: {
    'component-a': ComponentA,
    'component-b': ComponentB
  }
})

• Vue.component() 入口
  • 创建组件的构造函数，挂载到 Vue 实例的 vm.options.component.componentName =

Ctor

// src\core\global-api\index.js
// 注册 Vue.directive()、 Vue.component()、Vue.filter() 
initAssetRegisters(Vue)

// src\core\global-api\assets.js
if (type === 'component' && isPlainObject(definition)) {
  definition.name = definition.name || id
  definition = this.options._base.extend(definition)
}
// ......
// 全局注册，存储资源并赋值
// this.options['components']['comp'] = Ctor 
this.options[type + 's'][id] = definition

// src\core\global-api\index.js
// this is used to identify the "base" constructor to extend all plain- object
// components with in Weex's multi-instance scenarios. 
Vue.options._base = Vue

// src\core\global-api\extend.js
Vue.extend()

• 组件构造函数的创建

const Sub = function VueComponent(options) {
  this._init(options)
}
Sub.prototype = Object.create(Super.prototype)
Sub.prototype.constructor = Sub
Sub.cid = cid++
Sub.options = mergeOptions(
  Super.options,
  extendOptions
)
Sub['super'] = Super
// For props and computed properties, we define the proxy getters on 
// the Vue instances at extension time, on the extended prototype. This 
// avoids Object.defineProperty calls for each instance created.
if (Sub.options.props) {
  initProps(Sub)
}
if (Sub.options.computed) {
  initComputed(Sub)
}
// allow further extension/mixin/plugin usage
Sub.extend = Super.extend
Sub.mixin = Super.mixin
Sub.use = Super.use
// create asset registers, so extended classes 
// can have their private assets too. 
ASSET_TYPES.forEach(function (type) {
  Sub[type] = Super[type]
})
// enable recursive self-lookup
if (name) {
  Sub.options.components[name] = Sub
}

• 调试 Vue.component() 调用的过程

首次渲染过程

• Vue构造函数
• this._init()
• this.$mount()
• mountComponent()
• new Watch() 渲染Watcher
• updateComponent()
• vm._render() → createElement()
• vm._update()

组件创建和挂载组件

VNode 的创建过程

• 创建根组件，首次 _render() 时，会得到整棵树的 VNode 结构
• 整体流程:new Vue() --> $mount() --> vm._render() --> createElement() --> createComponent()
• 创建组件的 VNode，初始化组件的 hook 钩子函数

// 1. _createElement() 中调用 createComponent() 
// src\core\vdom\create-element.js
else if ((!data || !data.pre) &&
{
  isDef(Ctor = resolveAsset(context.$options, 'components', tag)))
  // 查找自定义组件构造函数的声明
  // 根据 Ctor 创建组件的 VNode
  // component
  vnode = createComponent(Ctor, data, context, children, tag)
 // 2. createComponent() 中调用创建自定义组件对应的 VNode // src\core\vdom\create-component.js
export function createComponent(
    Ctor: Class | Function | Object | void,
    data: ?VNodeData,
    context: Component,
    children: ?Array < VNode >,
    tag ?: string
  ): VNode | Array | void {
    if(isUndef(Ctor)) {
    return
}
// ......
  // install component management hooks onto the placeholder node
// 安装组件的钩子函数 init/prepatch/insert/destroy
// 初始化了组件的 data.hooks 中的钩子函数 
installComponentHooks(data)
  // return a placeholder vnode
const name = Ctor.options.name || tag
// 创建自定义组件的 VNode，设置自定义组件的名字
// 记录this.componentOptions = componentOptions 
const vnode = new VNode(
      `vue-component-${Ctor.cid}${name ? `-${name}` : ''}`,
      data, undefined, undefined, undefined, context,
      { Ctor, propsData, listeners, tag, children }, asyncFactory
    )
  return vnode
}
// 3. installComponentHooks() 初始化组件的 data.hook 
function installComponentHooks(data: VNodeData) {
    const hooks = data.hook || (data.hook = {})
    // 用户可以传递自定义钩子函数
    // 把用户传入的自定义钩子函数和 componentVNodeHooks 中预定义的钩子函数合并 
    for (let i = 0; i < hooksToMerge.length; i++) {
      const key = hooksToMerge[i]
      const existing = hooks[key]
      const toMerge = componentVNodeHooks[key]
      if (existing !== toMerge && !(existing && existing._merged)) {
        hooks[key] = existing ? mergeHook(toMerge, existing) : toMerge
      }
    }
  }
// 4. 钩子函数定义的位置(init()钩子中创建组件的实例)
// inline hooks to be invoked on component VNodes during patch 
const componentVNodeHooks = {
  init(vnode: VNodeWithData, hydrating: boolean): ?boolean {
    if (
      vnode.componentInstance && !vnode.componentInstance._isDestroyed && vnode.data.keepAlive
    ) {
      // kept-alive components, treat as a patch
      const mountedNode: any = vnode // work around flow

      componentVNodeHooks.prepatch(mountedNode, mountedNode)
    } else {
      // 创建组件实例挂载到 vnode.componentInstance
      const child = vnode.componentInstance = createComponentInstanceForVnode(
        vnode,
        activeInstance
      )
      // 调用组件对象的 $mount()，把组件挂载到页面
      child.$mount(hydrating ? vnode.elm : undefined, hydrating)
    }
  },
  prepatch(oldVnode: MountedComponentVNode, vnode: MountedComponentVNode) {
    // ......
  },
  insert(vnode: MountedComponentVNode) {
    // ......
  },
  destroy(vnode: MountedComponentVNode) {
    // ......
  }
}
//5 .创建组件实例的位置，由自定义组件的 init() 钩子方法调用 
export function createComponentInstanceForVnode(
  vnode: any, // we know it's MountedComponentVNode but flow doesn't
  parent: any, // activeInstance in lifecycle state
): Component {
  const options: InternalComponentOptions = {
    _isComponent: true,
    _parentVnode: vnode,
    parent
  }
  // check inline-template render functions
  const inlineTemplate = vnode.data.inlineTemplate
  if (isDef(inlineTemplate)) {
    options.render = inlineTemplate.render
    options.staticRenderFns = inlineTemplate.staticRenderFns
  }
  // 创建组件实例
  return new vnode.componentOptions.Ctor(options)
}

组件实例的创建和挂载过程

• Vue._update() --> patch() --> createElm() --> createComponent()

// src\core\vdom\patch.js
// 1. 创建组件实例，挂载到真实 DOM
function createComponent(vnode, insertedVnodeQueue, parentElm, refElm) {
  let i = vnode.data
  if (isDef(i)) {
    const isReactivated = isDef(vnode.componentInstance) && i.keepAlive if (isDef(i = i.hook) && isDef(i = i.init)) {
      // 调用 init() 方法，创建和挂载组件实例
      // init() 的过程中创建好了组件的真实 DOM,挂载到了 vnode.elm 上 
      i(vnode, false /* hydrating */)
    }
    // after calling the init hook, if the vnode is a child component 
    // it should've created a child instance and mounted it. the child 
    // component also has set the placeholder vnode's elm.
    // in that case we can just return the element and be done.
    if (isDef(vnode.componentInstance)) {
      // 调用钩子函数(VNode的钩子函数初始化属性/事件/样式等，组件的钩子函数) 
      initComponent(vnode, insertedVnodeQueue)
      // 把组件对应的 DOM 插入到父元素中
      insert(parentElm, vnode.elm, refElm)
      if (isTrue(isReactivated)) {
        reactivateComponent(vnode, insertedVnodeQueue, parentElm, refElm)
      }
      return true
    }
  }
}
// 2.
调用钩子函数，设置局部作用于样式
function initComponent(vnode, insertedVnodeQueue) {
  if (isDef(vnode.data.pendingInsert)) {
    insertedVnodeQueue.push.apply(insertedVnodeQueue, vnode.data.pendingInsert)
    vnode.data.pendingInsert = null
  }
  vnode.elm = vnode.componentInstance.$el if (isPatchable(vnode)) {
    // 调用钩子函数
    invokeCreateHooks(vnode, insertedVnodeQueue)
    // 设置局部作用于样式
    setScope(vnode)
  } else {
    // empty component root.
    // skip all element-related modules except for ref (#3455) registerRef(vnode)
    // make sure to invoke the insert hook insertedVnodeQueue.push(vnode)
  }
}
// 3. 调用钩子函数
function invokeCreateHooks(vnode, insertedVnodeQueue) {
  // 调用 VNode 的钩子函数，初始化属性/样式/事件等 
  for (let i = 0; i < cbs.create.length; ++i) {
    cbs.create[i](emptyNode, vnode)
  }
  i = vnode.data.hook // Reuse variable // 调用组件的钩子函数
  if (isDef(i)) {
    if (isDef(i.create)) i.create(emptyNode, vnode)
    if (isDef(i.insert)) insertedVnodeQueue.push(vnode)
  }
}