vue源码浅解析（一）

提供一份详细的Vue源码解析在这种格式下是挑战性的，因为Vue的源码非常庞大和复杂，涉及到众多的细节和高级JavaScript特性。不过，我可以为你概述Vue源码的核心部分和主要流程，这将帮助你理解Vue的工作原理，并为深入研究做准备。

vue的的核心其实就在src目录下

Vue.js的源代码位于src目录下，这个目录包含了Vue的核心代码和功能实现。主要子目录/文件包括：

构建过程

Vue.js使用Rollup作为其模块打包器。构建相关的配置文件通常位于项目根目录下，主要包括： 

rollup.config.js：Rollup的配置文件，定义了如何打包Vue.js的不同构建版本。

Vue源码概览

• compiler：包含Vue模板到渲染函数的编译器代码。这部分代码负责将模板字符串编译成JavaScript可执行的渲染函数。
  • codegen：负责生成渲染函数代码的代码生成器。
  • directives：处理模板中指令的相关代码。
  • parser：模板解析器代码，负责解析模板字符串。
• core：Vue的核心代码，包括内部组件、全局API、实例方法等。
  • components：内置组件的实现，如。
  • global-api：全局API的实现，如Vue.use、Vue.component等。
  • instance：Vue实例的初始化和原型方法定义。
  • observer：响应式系统的实现，包括依赖收集和触发更新的机制。
  • util：工具函数和帮助方法。
  • vdom：虚拟DOM的实现，包括创建VNode和patch算法。
• platforms：不同平台（如web、weex）的支持代码。
  • web：针对web平台的特定实现，包括入口文件、运行时和编译器配置等。
  • weex：为Weex提供支持的代码。
• server：服务器端渲染（SSR）的相关实现。
• sfc：单文件组件（.vue文件）的解析逻辑。
• shared：被整个代码库共享的工具函数和常量。

• 其他重要文件

• package.json：定义项目的npm脚本、依赖等信息。
• dist：构建后的Vue.js文件，包括完整版、运行时版等不同构建版本。

Vue的源码主要分为以下几个核心模块：

1. 响应式系统：负责实现数据的响应式变化。
2. 虚拟DOM与渲染器：负责生成虚拟DOM并执行渲染。
3. 编译器：将模板编译成渲染函数。
4. 组件系统：实现组件的定义、创建和管理。
5. 工具函数与共享代码：提供各种工具函数和共享逻辑。

响应式系统

Vue的响应式系统基于ES5的Object.defineProperty实现，在Vue 3中则转向使用ES6的Proxy。该系统通过递归地为对象的属性添加getter和setter，来监听数据的变化。

• 依赖收集：当渲染函数被首次执行时，会访问响应式数据的getter，此时收集依赖（即当前组件的Watcher）。
• 派发更新：当响应式数据变化时，触发setter，通知所有依赖的Watcher更新。

虚拟DOM与渲染器

• VNode：Vue的虚拟DOM节点，用JavaScript对象来描述真实DOM结构。
• 渲染函数：用户或编译器生成的函数，返回VNode树。
• Diff算法：比较新旧VNode树，计算出最小的DOM操作序列。

编译器

Vue的编译器将模板字符串转换为JavaScript渲染函数。这一过程分为三个阶段：

1. 解析：将模板字符串解析成AST（抽象语法树）。
2. 优化：遍历AST，标记静态节点，这些节点在每次渲染时不需要创建，从而优化后续的渲染过程。
3. 代码生成：将AST转换为渲染函数的代码字符串。

组件系统

Vue的组件系统允许开发者定义可复用的组件。每个组件本质上是一个拥有预定义选项的Vue实例。

• 组件注册：可以是全局注册或局部注册。
• Props：允许父组件向子组件传递数据。
• 事件：子组件可以向父组件派发事件，以通信。

源码结构

Vue的源码主要在其GitHub仓库的src目录下，按功能组织成多个子目录，如core、compiler、platforms、server等。

1. 响应式系统

Vue的响应式系统是其最核心的特性之一。它允许Vue应用中的数据变化能够自动反映到视图上，而无需手动操作DOM。这是通过Object.defineProperty()方法实现的（在Vue 3中转向使用Proxy对象，以支持数组和更多复杂的数据结构）。

关键概念:

• Observer: 观察者，负责将一个对象的所有属性转换为可观测对象。
• Dep: 依赖收集器，每个被观察的属性都关联一个Dep实例，用于收集当前属性的依赖（Watcher）。
• Watcher: 观察者，当依赖的属性发生变化时，负责通知订阅者执行更新。

源码简析:

function defineReactive(obj, key, val) {
  const dep = new Dep();

  Object.defineProperty(obj, key, {
    enumerable: true,
    configurable: true,
    get: function reactiveGetter() {
      if (Dep.target) {
        dep.addSub(Dep.target);
      }
      return val;
    },
    set: function reactiveSetter(newVal) {
      if (newVal === val) return;
      val = newVal;
      dep.notify();
    }
  });
}

defineReactive函数通过Object.defineProperty()方法使对象的属性变得“响应式”。当属性被读取时，会执行get函数进行依赖收集；当属性被修改时，执行set函数，通知所有依赖进行更新。

Vue的虚拟DOM和渲染函数是其核心功能之一，它们使得Vue能够高效地更新视图。下面将详细解析这两个部分的工作原理。

虚拟DOM (Virtual DOM)

虚拟DOM是对真实DOM的抽象表示，它是用JavaScript对象来模拟真实的DOM结构。每一个虚拟DOM节点（VNode）对应一个真实的DOM节点。使用虚拟DOM的主要目的是减少直接操作DOM的次数，因为频繁的DOM操作是Web应用性能的瓶颈之一。

VNode结构

一个VNode对象大致包含以下属性：

• tag: 表示标签名，如div、span等。
• data: 包含了该节点的详细信息，如样式、属性等。
• children: 当前节点的子节点，也是VNode的数组。
• text: 如果节点是文本节点，该属性包含文本内容。
• elm: 对应的真实DOM节点。

创建VNode

Vue在渲染组件时，会调用渲染函数来生成VNode树。这个过程主要通过createElement函数实现，通常在渲染函数中被简写为h。

render(h) {
  return h('div', {
    attrs: {
      id: 'app'
    },
  }, this.message);
}

渲染函数 (Render Function)

渲染函数是Vue中用来生成VNode的函数。在没有使用Vue模板语法的情况下，或者在编译模板时，Vue会将模板编译成渲染函数。开发者也可以直接写渲染函数来创建VNode。

渲染函数与模板的关系

Vue提供了一个模板编译器，可以将模板字符串编译成渲染函数。例如，模板：

{{ message }}

编译后的渲染函数大致如下：

function render() {
  return createElement('div', { attrs: { id: 'app' } }, [this.message]);
}

更新机制

当组件的状态变化时，Vue会重新执行渲染函数生成新的VNode树。然后，Vue通过比较新旧VNode树的差异（称为"diff"算法），计算出最小的DOM更新操作，最后应用这些操作到真实的DOM上，从而更新视图。

Diff算法

Vue的diff算法基于两个简单的假设：

1. 同级比较：只比较同一层级的节点，不跨层级比较。
2. 类型相同的VNode可以复用：如果两个VNode的类型相同（即标签名和key相同），则认为它们可以复用。

基于这些假设，Vue的diff算法在效率和精确度之间做了平衡，能够高效地更新视图。

要深入分析Vue组件系统的源码，我们需要关注几个核心部分：组件的注册、组件VNode的创建、以及组件实例的初始化和挂载。由于Vue的源码非常庞大并且涉及众多细节，这里我将尽量提供一个概览和关键代码片段，帮助理解组件的工作原理。

组件注册

组件在Vue中可以通过全局或局部方式注册。无论哪种方式，注册的本质是将组件配置对象添加到某个作用域（全局或组件实例）的选项中。

全局注册

全局注册通常在Vue.component方法中进行：

Vue.component('my-component', {
  // 组件选项
});

在Vue的初始化过程中，initGlobalAPI(Vue)会被调用，其中定义了Vue.component等静态方法。这些方法最终会将组件配置添加到Vue.options.components中，使其在任何新创建的Vue实例中可用。

局部注册

局部注册则是在组件的选项中通过components属性进行：

new Vue({
  el: '#app',
  components: {
    'my-component': {
      // 组件选项
    }
  }
})

局部注册的组件只会在当前Vue实例的模板中可用。

组件VNode的创建

在Vue的渲染过程中，当遇到一个组件标签时，Vue会通过createComponent函数来创建一个表示该组件的VNode。这个过程发生在createElement函数内部

function createComponent(Ctor, data, context, children, tag) {
  // 省略一些参数校验和处理
  const vnode = new VNode(
    `vue-component-${Ctor.cid}${name ? `-${name}` : ''}`,
    data, undefined, undefined, undefined, context,
    { Ctor, propsData, listeners, tag, children },
    asyncFactory
  );

  return vnode;
}

这里的Ctor是组件的构造函数，通过Vue.extend得到。VNode的构造函数会接收一系列参数来描述节点，对于组件VNode而言，重要的是它包含了组件的构造函数、props等信息。

组件实例的初始化和挂载

组件的VNode创建后，在patch过程中，如果Vue检测到一个节点是组件类型的VNode，它会进一步进行组件实例的初始化和挂载。

function createElm(vnode, insertedVnodeQueue, parentElm, refElm, nested, ownerArray, index) {
  if (createComponent(vnode, insertedVnodeQueue, parentElm, refElm)) {
    return;
  }
  // 省略非组件节点的处理逻辑...
}

function createComponent(vnode, insertedVnodeQueue, parentElm, refElm) {
  let i = vnode.data;
  if (isDef(i)) {
    const isReactivated = isDef(vnode.componentInstance);
    if (isDef(i = i.hook) && isDef(i = i.init)) {
      i(vnode, false /* hydrating */);
      // 组件实例化后，会在vnode.componentInstance中
    }
    // 检查组件实例是否已经创建
    if (isDef(vnode.componentInstance)) {
      initComponent(vnode, insertedVnodeQueue);
      insert(parentElm, vnode.elm, refElm);
      if (isTrue(isReactivated)) {
        reactivateComponent(vnode, insertedVnodeQueue, parentElm, refElm);
      }
      return true;
    }
  }
}

在createComponent中，如果vnode有定义init钩子，那么会调用它来初始化组件实例。这通常发生在组件的构造函数内部，通过new vnode.componentOptions.Ctor(options)创建组件实例，并在之后执行组件的挂载。

vue编译器

1. 解析（Parse）

解析阶段的目标是将模板字符串转换成抽象语法树（AST）。这一过程主要通过正则表达式来实现，用于匹配模板中的指令、标签、文本等。

源码位置：src/compiler/parser/index.js

export function parse(
  template: string,
  options: CompilerOptions
): ASTElement | void {
  // 省略初始化代码...

  parseHTML(template, {
    // 省略各种钩子函数...
    start(tag, attrs, unary, start, end) {
      // 处理开始标签...
    },
    end() {
      // 处理结束标签...
    },
    chars(text: string) {
      // 处理文本...
    },
    comment(text: string) {
      // 处理注释...
    }
  });

  return root;
}

parseHTML函数负责遍历模板字符串，并利用回调函数处理找到的开始标签、结束标签、文本和注释。通过这些步骤，构建出AST。

2. 优化（Optimize）

优化阶段的目标是遍历AST，并标记出静态子树。这是一个性能优化步骤，因为静态子树在多次渲染之间不需要重新创建。

源码位置：src/compiler/optimizer.js

export function optimize(root: ?ASTElement, options: CompilerOptions) {
  if (!root) return;
  isStaticKey = genStaticKeysCached(options.staticKeys || '');
  isPlatformReservedTag = options.isReservedTag || no;
  // 第一遍遍历：标记所有非静态节点
  markStatic(root);
  // 第二遍遍历：标记静态根节点
  markStaticRoots(root, false);
}

// 标记静态节点
function markStatic(node: ASTNode) {
  node.static = isStatic(node);
  if (node.type === 1) {
    // 对于元素节点，递归标记其子节点
    for (let i = 0, l = node.children.length; i < l; i++) {
      const child = node.children[i];
      markStatic(child);
      if (!child.static) {
        node.static = false;
      }
    }
  }
}

3. 生成（Generate）

生成阶段的目标是将AST转换成渲染函数代码字符串。这一步是通过递归AST并拼接字符串来完成的。

源码位置：src/compiler/codegen/index.js

export function generate(
  ast: ASTElement | void,
  options: CompilerOptions
): CodegenResult {
  const state = new CodegenState(options);
  // 从AST生成渲染函数代码字符串
  const code = ast ? genElement(ast, state) : '_c("div")';
  return {
    render: `with(this){return ${code}}`,
    staticRenderFns: state.staticRenderFns
  };
}

genElement函数和其他辅助函数共同工作，将AST转换为渲染函数的代码字符串。这包括处理元素、属性、指令、文本节点等。