初衷
在使用vue2.0的過程，有時看API很難理解vue作者的思想，這促使我想要去深入瞭解vue底層的思想，瞭解完底層的一些思想，才能更好的用活框架，雖然網上已經有很多原始碼解析的文件，但我覺得只有自己動手了，才能更加深印象。
vue2.0和1.0模板渲染的區別
Vue 2.0 中模板渲染與 Vue 1.0 完全不同，1.0 中採用的 DocumentFragment （想了解可以觀看這篇文章），而 2.0 中借鑑 React 的 Virtual DOM。基於 Virtual DOM，2.0 還可以支援服務端渲染（SSR），也支援 JSX 語法。
知識普及
在開始閱讀原始碼之前，先了解一些相關的知識：AST 資料結構，VNode 資料結構，createElement 的問題，render函式。
AST 資料結構
AST 的全稱是 Abstract Syntax Tree（抽象語法樹），是原始碼的抽象語法結構的樹狀表現形式，計算機學科中編譯原理的概念。而vue就是將模板程式碼對映為AST資料結構，進行語法解析。
我們看一下 Vue 2.0 原始碼中 AST 資料結構 的定義：
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declare type ASTNode = ASTElement | ASTText | ASTExpression declare type ASTElement = { // 有關元素的一些定義 type: 1; tag: string; attrsList: Array{ name: string; value: string }>; attrsMap: { [key: string]: string | null }; parent: ASTElement | void; children: ArrayASTNode>; //...... } declare type ASTExpression = { type: 2; expression: string; text: string; static?: boolean; } declare type ASTText = { type: 3; text: string; static?: boolean; } |
我們看到 ASTNode 有三種形式：ASTElement，ASTText，ASTExpression。用屬性 type 區分。
VNode資料結構
下面是 Vue 2.0 原始碼中 VNode 資料結構 的定義 (帶註釋的跟下面介紹的內容有關)：
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constructor { this.tag = tag //元素標籤 this.data = data //屬性 this.children = children //子元素列表 this.text = text this.elm = elm //對應的真實 DOM 元素 this.ns = undefined this.context = context this.functionalContext = undefined this.key = data && data.key this.componentOptions = componentOptions this.componentInstance = undefined this.parent = undefined this.raw = false this.isStatic = false //是否被標記為靜態節點 this.isRootInsert = true this.isComment = false this.isCloned = false this.isOnce = false } |
真實DOM存在什麼問題，為什麼要用虛擬DOM
我們為什麼不直接使用原生 DOM 元素，而是使用真實 DOM 元素的簡化版 VNode，最大的原因就是 document.createElement 這個方法建立的真實 DOM 元素會帶來效能上的損失。我們來看一個 document.createElement 方法的例子
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let div = document.createElement('div'); for(let k in div) { console.log(k); } |
開啟 console 執行一下上面的程式碼，會發現列印出來的屬性多達 228 個，而這些屬性有 90% 多對我們來說都是無用的。VNode 就是簡化版的真實 DOM 元素，關聯著真實的dom，比如屬性elm，只包括我們需要的屬性，並新增了一些在 diff 過程中需要使用的屬性，例如 isStatic。
render函式
這個函式是通過編譯模板檔案得到的，其執行結果是 VNode。render 函式 與 JSX 類似，Vue 2.0 中除了 Template 也支援 JSX 的寫法。大家可以使用 Vue.compile(template)方法編譯下面這段模板。
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div id="app"> header> h1>I am a template!/h1> /header> p v-if="message"> {{ message }} /p> p v-else> No message. /p> /div> |
方法會返回一個物件，物件中有 render 和 staticRenderFns 兩個值。看一下生成的 render函式
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(function() { with(this){ return _c('div',{ //建立一個 div 元素 attrs:{"id":"app"} //div 新增屬性 id },[ _m(0), //靜態節點 header，此處對應 staticRenderFns 陣列索引為 0 的 render 函式 _v(" "), //空的文字節點 (message) //三元表示式，判斷 message 是否存在 //如果存在，建立 p 元素，元素裡面有文字，值為 toString(message) ?_c('p',[_v("\n "+_s(message)+"\n ")]) //如果不存在，建立 p 元素，元素裡面有文字，值為 No message. :_c('p',[_v("\n No message.\n ")]) ] ) } }) |
要看懂上面的 render函式，只需要瞭解 _c，_m，_v，_s 這幾個函式的定義，其中 _c 是 createElement（建立元素），_m 是 renderStatic（渲染靜態節點），_v 是 createTextVNode（建立文字dom），_s 是 toString （轉換為字串）
除了 render 函式，還有一個 staticRenderFns 陣列，這個陣列中的函式與 VDOM 中的 diff 演算法優化相關，我們會在編譯階段給後面不會發生變化的 VNode 節點打上 static 為 true 的標籤，那些被標記為靜態節點的 VNode 就會單獨生成 staticRenderFns 函式
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(function() { //上面 render 函式 中的 _m(0) 會呼叫這個方法 with(this){ return _c('header',[_c('h1',[_v("I'm a template!")])]) } }) |
模板渲染過程（重要的函式介紹）
瞭解完一些基礎知識後，接下來我們講解下模板的渲染過程
$mount 函式，主要是獲取 template，然後進入 compileToFunctions 函式。
compileToFunctions 函式，主要將 template 編譯成 render 函式。首先讀快取，沒有快取就呼叫 compile 方法拿到 render 函式 的字串形式，再通過 new Function 的方式生成 render 函式。
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// 有快取的話就直接在快取裡面拿 const key = options && options.delimiters ? String(options.delimiters) + template : template if (cache[key]) { return cache[key] } const res = {} const compiled = compile(template, options) // compile 後面會詳細講 res.render = makeFunction(compiled.render) //通過 new Function 的方式生成 render 函式並快取 const l = compiled.staticRenderFns.length res.staticRenderFns = new Array(l) for (let i = 0; i l; i++) { res.staticRenderFns[i] = makeFunction(compiled.staticRenderFns[i]) } ...... } return (cache[key] = res) // 記錄至快取中 |
compile 函式就是將 template 編譯成 render 函式的字串形式，後面一小節我們會詳細講到。
完成render方法的生成後，會進入 _mount 中進行DOM更新。該方法的核心邏輯如下：
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// 觸發 beforeMount 生命週期鉤子 callHook(vm, 'beforeMount') // 重點：新建一個 Watcher 並賦值給 vm._watcher vm._watcher = new Watcher(vm, function updateComponent () { vm._update(vm._render(), hydrating) }, noop) hydrating = false // manually mounted instance, call mounted on self // mounted is called for render-created child components in its inserted hook if (vm.$vnode == null) { vm._isMounted = true callHook(vm, 'mounted') } return vm |
首先會new一個watcher物件（主要是將模板與資料建立聯絡），在watcher物件建立後，會執行傳入的方法 vm._update(vm._render(), hydrating) 。其中的vm._render()主要作用就是執行前面compiler生成的render方法，並返回一個vNode物件。vm.update() 則會對比新的 vdom 和當前 vdom，並把差異的部分渲染到真正的 DOM 樹上。
推薦個圖，響應式工程流程
（想深入瞭解watcher的背後實現原理的，可以觀看這篇文章 Vue2.0 原始碼閱讀：響應式原理）
compile
上文中提到 compile 函式就是將 template 編譯成 render 函式 的字串形式。
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export function compile ( template: string, options: CompilerOptions ): CompiledResult { const AST = parse(template.trim(), options) //1. parse optimize(AST, options) //2.optimize const code = generate(AST, options) //3.generate return { AST, render: code.render, staticRenderFns: code.staticRenderFns } } |
這個函式主要有三個步驟組成：parse，optimize 和 generate，分別輸出一個包含 AST，staticRenderFns 的物件和 render函式 的字串。
parse 函式，主要功能是將 template字串解析成 AST。前面定義了ASTElement的資料結構，parse 函式就是將template裡的結構（指令，屬性，標籤等）轉換為AST形式存進ASTElement中，最後解析生成AST。
optimize 函式（src/compiler/optimizer.js）主要功能就是標記靜態節點，為後面 patch 過程中對比新舊 VNode 樹形結構做優化。被標記為 static 的節點在後面的 diff 演算法中會被直接忽略，不做詳細的比較。
generate 函式（src/compiler/codegen/index.js）主要功能就是根據 AST 結構拼接生成 render 函式的字串。
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const code = AST ? genElement(AST) : '_c("div")' staticRenderFns = prevStaticRenderFns onceCount = prevOnceCount return { render: `with(this){return ${code}}`, //最外層包一個 with(this) 之後返回 staticRenderFns: currentStaticRenderFns } |
其中 genElement 函式（src/compiler/codegen/index.js）是會根據 AST 的屬性呼叫不同的方法生成字串返回。
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function genElement (el: ASTElement): string { if (el.staticRoot && !el.staticProcessed) { return genStatic(el) } else if (el.once && !el.onceProcessed) { return genOnce(el) } else if (el.for && !el.forProcessed) { return genFor(el) } else if (el.if && !el.ifProcessed) { return genIf(el) } else if (el.tag === 'template' && !el.slotTarget) { return genChildren(el) || 'void 0' } else if (el.tag === 'slot') { } return code } } |
以上就是 compile 函式中三個核心步驟的介紹，compile 之後我們得到了 render 函式 的字串形式，後面通過 new Function 得到真正的渲染函式。資料發現變化後，會執行 Watcher 中的 _update 函式（src/core/instance/lifecycle.js），_update 函式會執行這個渲染函式，輸出一個新的 VNode 樹形結構的資料。然後在呼叫 patch 函式，拿這個新的 VNode 與舊的 VNode 進行對比，只有發生了變化的節點才會被更新到真實 DOM 樹上。
patch
patch.js 就是新舊 VNode 對比的 diff 函式，主要是為了優化dom，通過演算法使操作dom的行為降到最低，diff 演算法來源於 snabbdom，是 VDOM 思想的核心。snabbdom 的演算法為了 DOM 操作跨層級增刪節點較少的這一目標進行優化，它只會在同層級進行, 不會跨層級比較。
想更加深入VNode diff演算法原理的，可以觀看（解析vue2.0的diff演算法）
總結
- compile 函式主要是將 template 轉換為 AST，優化 AST，再將 AST 轉換為 render函式；
- render函式 與資料通過 Watcher 產生關聯；
- 在資料發生變化時呼叫 patch 函式，執行此 render 函式，生成新 VNode，與舊 VNode 進行 diff，最終更新 DOM 樹。