【Vue原理解析】之模版编译

引言

Vue.js是一款流行的JavaScript框架，它采用了基于组件的开发模式，使得前端开发更加简单和高效。而Vue的核心功能之一就是模版解析，它负责将Vue组件中的模版代码转化为可执行的JavaScript代码。本文将深入探讨Vue模版解析的作用、核心源码分析以及总结。

模版解析的作用

在Vue中，我们可以使用类似HTML的语法编写组件的模版代码。这些模版代码包含了数据绑定、指令、事件等功能，但浏览器无法直接理解和执行这些代码。因此，Vue需要将这些模版代码进行解析，并生成可执行的JavaScript代码。

核心源码分析

在Vue中，模版解析是通过编译器实现的。编译器会将组件中的模版代码转化为一个渲染函数(render function)，这个渲染函数可以接收数据作为参数，并返回一个虚拟DOM(Virtual DOM)树。

1. 词法分析和语法分析

在模版解析过程中，首先需要对模版进行词法分析和语法分析，将其转化为一个抽象语法树(AST)。Vue使用了一个名为parse的函数来完成这个过程。其主要的方法则是parseHtml。

// src/compiler/parser/index.ts
export function parse(template, options) {
  // ...
  const stack = []
  let root, currentParent
  // ...
  parseHTML(template, {
    // ...
    start(tag, attrs, unary, start, end) {
      // ...
      let element = createASTElement(tag, attrs, currentParent)
      if (!root) {
        root = element
      }
      if (!unary) {
        currentParent = element
        stack.push(element)
      } else {
        closeElement(element)
      }
    },
    // ...
    end(tag, start, end) {
      // ...
      stack.length -= 1
      currentParent = stack[stack.length - 1]
    },
    // ...
  })
  return root
}

在这段代码中，我们可以看到parse函数接收一个模版字符串和一些选项作为参数。它使用了一个栈来保存当前正在处理的元素节点，并通过调用createASTElement函数创建了一个抽象语法树节点，并将其添加到当前父节点的子节点列表中。

1. parse函数：

   • parse函数是模版编译的入口函数，它接收一个模版字符串和一些选项作为参数。
   • parse函数内部创建了一个栈（stack）用于保存当前正在处理的元素节点，并定义了一些变量用于存储当前父节点、根节点等信息。
   • parse函数调用了parseHTML函数，将模版字符串作为参数传递给它，并传递了一个配置对象，其中包含了一些回调函数用于处理解析过程中的不同事件。
   • 在解析过程中，当遇到开始标签时，会调用回调函数start(tag, attrs, unary)。在该回调函数中，会创建一个抽象语法树（AST）节点，并将其添加到当前父节点的子节点列表中。
   • 当遇到结束标签时，会调用回调函数end()。在该回调函数中，会将当前父节点指向栈顶元素的父节点。
   • 解析完成后，返回根节点。

2. parseHTML函数：

   • parseHTML函数接收一个模版字符串和一个配置对象作为参数。
   • 在解析过程中，使用正则表达式等方式对模版字符串进行扫描，并根据不同情况触发相应的回调函数。
   • 当遇到开始标签时，会调用回调函数start(tag, attrs, unary)。在该回调函数中，会解析标签名、属性和自闭合标签等信息，并将其传递给parse函数。
   • 当遇到结束标签时，会调用回调函数end()。
   • 当遇到文本内容时，会调用回调函数chars(text)。在该回调函数中，会处理文本内容，并将其传递给parse函数。
   • 解析完成后，返回解析结果。

综上所述，parse函数是模版编译的入口函数，它创建了一个栈用于保存当前正在处理的元素节点，并通过调用parseHTML函数进行模版解析。而parseHTML函数则负责对模版字符串进行扫描，并根据不同情况触发相应的回调函数来处理开始标签、结束标签和文本内容等信息。通过这两个函数的协作，实现了对模版字符串的解析和构建抽象语法树（AST）的过程。

2. 渲染函数生成

生成渲染函数是模版解析的关键步骤之一。Vue使用了一个名为generate的函数来生成渲染函数的代码。generate函数主要负责将抽象语法树（AST）转化为可执行的JavaScript代码。

export function generate(ast, options) {
  const state = new CodegenState(options)
  const code = ast
    ? ast.tag === 'script'
      ? 'null'
      : genElement(ast, state)
    : '_c("div")'
  return {
    render: `with(this){return ${code}}`,
    staticRenderFns: state.staticRenderFns
  }
}

在这段代码中，我们可以看到generate函数接收一个抽象语法树和一些选项作为参数。它使用了一个名为CodegenState的类来保存生成渲染函数的状态，并通过调用genElement函数生成了渲染函数的代码。

1. 创建代码生成器状态对象：

   • generate函数接收一个抽象语法树（AST）和一些选项作为参数。
   • 在函数内部，创建了一个名为state的代码生成器状态对象，用于保存生成渲染函数的状态和相关信息。

2. 生成渲染函数代码：

   • generate函数通过调用genElement函数，将抽象语法树转化为渲染函数的代码。
   • 如果传入的抽象语法树为空，则默认生成一个简单的渲染函数代码 _c("div")。

3. 返回结果对象：

   • generate函数返回一个包含渲染函数和静态渲染函数数组的结果对象。
   • 渲染函数通过字符串模板拼接方式生成，并使用 with(this) 包裹以确保在执行时可以访问到组件实例中的数据。
   • 静态渲染函数数组用于优化静态节点，在组件初始化时只需要执行一次。

3. 数据绑定、指令和条件循环处理

在生成渲染函数代码的过程中，还需要处理数据绑定、指令和条件循环等功能。genData和genDirectives函数主要负责处理元素节点的数据对象和指令相关的代码生成。

function genData(el, state) {
  // ...
  let data = '{'
  // ...
  if (el.directives) {
    data += genDirectives(el.directives, state)
  }
  // ...
  return data
}

function genDirectives(el, state) {
  const dirs = el.directives
  if (!dirs) return
  let res = 'directives:['
  let hasRuntime = false
  let i, l, dir, needRuntime
  for (i = 0, l = dirs.length; i < l; i++) {
    dir = dirs[i]
    needRuntime = true
    // ...
    if (needRuntime) {
      hasRuntime = true
      res += `{name:"${dir.name}",rawName:"${dir.rawName}"${
        dir.value
          ? `,value:(${dir.value}),expression:${JSON.stringify(dir.value)}`
          : ''
      }${dir.arg ? `,arg:${dir.isDynamicArg ? dir.arg : `"${dir.arg}"`}` : ''}${
        dir.modifiers ? `,modifiers:${JSON.stringify(dir.modifiers)}` : ''
      }},`
    }
  }
  if (hasRuntime) {
    return res.slice(0, -1) + ']'
  }
}

function genIf(el, state) {
  // ...
}

function genFor(el, state) {
  // ...
}

在这段代码中，我们可以看到genData函数用于生成元素节点的数据对象，其中包括了指令的处理。genDirectives函数用于生成指令的代码。genIf函数用于生成条件语句的代码。genFor函数用于生成循环语句的代码。

1. genData函数：

   • genData函数用于生成元素节点的数据对象。
   • 在函数内部，首先创建一个空字符串变量 data，用于存储生成的数据对象代码。
   • 然后根据元素节点的属性、指令等信息，将相应的代码拼接到 data 中。
   • 如果元素节点包含指令（directives），则调用 genDirectives 函数生成指令相关的代码，并将其拼接到 data 中。
   • 最后返回生成的数据对象代码。

2. genDirectives函数：

   • genDirectives函数用于生成指令相关的代码。
   • 在函数内部，遍历元素节点上的指令数组，并根据每个指令调用相应的处理函数（如 v-bind、v-on 等）来生成对应指令的代码。
   • 通过遍历指令数组，将每个指令对应处理函数生成的代码拼接到一个字符串变量 res 中。
   • 如果指令包含修饰符（modifiers）且包含 prevent 修饰符，则在最终生成的代码中添加阻止默认事件行为的逻辑。
   • 最后返回生成的指令相关代码字符串。 总结起来，genData函数主要负责生成元素节点的数据对象代码，而genDirectives函数主要负责生成指令相关的代码。通过这两个函数的处理，Vue能够将模版中的元素节点转化为可执行的JavaScript代码，并实现数据绑定、指令操作等功能。这些生成的代码最终会被插入到渲染函数中，并在组件渲染时执行。

总结

模版解析是Vue框架中非常重要的一部分，它负责将组件的模版代码转化为可执行的JavaScript代码。通过编译器对模版进行词法分析、语法分析和生成渲染函数代码等处理，实现了数据绑定、指令、条件和循环等功能。深入理解Vue模版解析的原理和源码实现，有助于我们更好地使用Vue框架进行前端开发。