在开始之前,阅读源码你需要有扎实的基本功,还要有耐心,能把握全局,不要扣细节!

一、先看看目录

├── build --------------------------------- 构建相关的文件
├── dist ---------------------------------- 构建后文件的输出目录
├── examples ------------------------------ 存放使用Vue开发的的例子
├── flow ---------------------------------- 类型声明，使用开源项目 [Flow](https://flowtype.org/)
├── package.json -------------------------- 项目依赖
├── test ---------------------------------- 包含所有测试文件
├── src ----------------------------------- 这个是我们最应该关注的目录，包含了源码
│   ├──platforms --------------------------- 包含平台相关的代码
│   │   ├──web -----------------------------  包含了不同构建的包的入口文件
│   │   |   ├──entry-runtime.js ---------------- 运行时构建的入口，输出 dist/vue.common.js 文件，不包含模板(template)到render函数的编译器，所以不支持 `template` 选项，我们使用vue默认导出的就是这个运行时的版本。大家使用的时候要注意
│   │   |   ├── entry-runtime-with-compiler.js -- 独立构建版本的入口，输出 dist/vue.js，它包含模板(template)到render函数的编译器
│   ├── compiler -------------------------- 编译器代码的存放目录，将 template 编译为 render 函数
│   │   ├── parser ------------------------ 存放将模板字符串转换成元素抽象语法树的代码
│   │   ├── codegen ----------------------- 存放从抽象语法树(AST)生成render函数的代码
│   │   ├── optimizer.js ------------------ 分析静态树，优化vdom渲染
│   ├── core ------------------------------ 存放通用的，平台无关的代码
│   │   ├── observer ---------------------- 反应系统，包含数据观测的核心代码
│   │   ├── vdom -------------------------- 包含虚拟DOM创建(creation)和打补丁(patching)的代码
│   │   ├── instance ---------------------- 包含Vue构造函数设计相关的代码
│   │   ├── global-api -------------------- 包含给Vue构造函数挂载全局方法(静态方法)或属性的代码
│   │   ├── components -------------------- 包含抽象出来的通用组件
│   ├── server ---------------------------- 包含服务端渲染(server-side rendering)的相关代码
│   ├── sfc ------------------------------- 包含单文件组件(.vue文件)的解析逻辑，用于vue-template-compiler包
│   ├── shared ---------------------------- 包含整个代码库通用的代码

二、Vue 的构造函数是什么样的

使用 new 操作符来调用 Vue，Vue是一个构造函数,了解了目录结构,下面来看下下入口文件

打开package.json

当我们运行npm run dev,看看干了啥,rollup也是类似webpack的打包工具,根据

TARGET=web-full-dev

去build/config.js查找

打开入口文件找到了web/entry-runtime-with-compiler.js

依照以上查找路径,我们找到了Vue构造函数

定义了构造函数,引入依赖,调用初始化函数,最后导出Vue

initMixin(Vue)
stateMixin(Vue)
eventsMixin(Vue)
lifecycleMixin(Vue)
renderMixin(Vue)

export default Vue

打开这五个文件，找到相应的方法，你会发现，这些方法的作用，就是在 Vue 的原型 prototype 上挂载方法或属性

1. 先进入 initMixin(Vue),在prototype上挂载

Vue.prototype._init = function (options) {}

2. 进入 stateMixin(Vue),在prototype上挂载

Vue.prototype.$data 
Vue.prototype.$props 
Vue.prototype.$set = set 
Vue.prototype.$delete = del 
Vue.prototype.$watch = function(){}

3. 进入eventsMixin(Vue),在prototype上挂载

Vue.prototype.$on 
Vue.prototype.$once 
Vue.prototype.$off 
Vue.prototype.$emit

4.进入lifecycleMixin(Vue),在prototype上挂载

Vue.prototype._update 
Vue.prototype.$forceUpdate 
Vue.prototype.$destroy

5. 最后进入renderMixin(Vue),在prototype上挂载

Vue.prototype.$nextTick 
Vue.prototype._render 
Vue.prototype._o = markOnce 
Vue.prototype._n = toNumber 
Vue.prototype._s = toString 
Vue.prototype._l = renderList 
Vue.prototype._t = renderSlot
Vue.prototype._q = looseEqual 
Vue.prototype._i = looseIndexOf 
Vue.prototype._m = renderStatic 
Vue.prototype._f = resolveFilter 
Vue.prototype._k = checkKeyCodes 
Vue.prototype._b = bindObjectProps 
Vue.prototype._v = createTextVNode 
Vue.prototype._e = createEmptyVNode 
Vue.prototype._u = resolveScopedSlots 
Vue.prototype._g = bindObjectListeners

根据上面的查找路径下一步到src/core/index.js

引入依赖,在Vue上挂载静态方法和属性

import { initGlobalAPI } from './global-api/index'
import { isServerRendering } from 'core/util/env'

initGlobalAPI(Vue)

Object.defineProperty(Vue.prototype, '$isServer', {
  get: isServerRendering
})

Object.defineProperty(Vue.prototype, '$ssrContext', {
  get () {
    /* istanbul ignore next */
    return this.$vnode && this.$vnode.ssrContext
  }
})

Vue.version = '__VERSION__'

export default Vue

进入initGlobalAPI(Vue),在Vue上挂载静态属性和方法

Vue.config Vue.util = util
Vue.set = set 
Vue.delete = del 
Vue.nextTick = util.nextTick 
Vue.options = { 
 components: { KeepAlive }, 
 directives: {}, 
 filters: {}, 
 _base: Vue 
} 
Vue.use 
Vue.mixin 
Vue.cid = 0 
Vue.extend 
Vue.component = function(){} 
Vue.directive = function(){} 
Vue.filter = function(){}

接着挂载

Vue.prototype.$isServer 
Vue.version = '__VERSION__'

根据上面的查找路径下一步到runtime/index.js,安装平台特有的工具

Vue.config.mustUseProp = mustUseProp
Vue.config.isReservedTag = isReservedTag
Vue.config.isReservedAttr = isReservedAttr
Vue.config.getTagNamespace = getTagNamespace
Vue.config.isUnknownElement = isUnknownElement
// 安装平台特定的 指令 和 组件
Vue.options = {
    components: {
        KeepAlive,
        Transition,
        TransitionGroup
    },
    directives: {
        model,
        show
    },
    filters: {},
    _base: Vue
}
Vue.prototype.__patch__
Vue.prototype.$mount

根据上面的查找路径最后一步到web/entry-runtime-with-compiler.js

缓存来自 web-runtime.js 文件的 $mount 函数,const mount = Vue.prototype.$mount
在 Vue 上挂载 compile然后覆盖覆盖了 Vue.prototype.$mount
Vue.compile = compileToFunctions 就是将模板 template 编译为render函数。

到这整个Vue构造函数就还原了

三、通过一个例子说明整个流程

index.html

 <!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="utf-8">
    <title>Vue.js grid component example</title>
    </head>
  <body>
    <div id="app">
        <ol>
          <li v-for="todo in todos">
            {{ todo.text }}
          </li>
        </ol>
        <Child></Child>
    </div>
  </body>
</html>

grid.js

let Child = {
	data: function() {
	  return {child: '你好哈'}
	},
	template: '<div>{{child}}</div>'
}
new Vue({
	el: '#app',
	data: {
		todos: [
                    {text: '学习 JavaScript'}, 
                    {text: '学习 Vue'}, 
                    {text: '整个牛项目'}]
	},
	components: {'Child': Child}
})

想要知道Vue都干了什么,首先查看构造函数function Vue (options) { this._init(options) }

new Vue({//传入上面的内容 }) ,首先进入Vue.prototype._init,构造函数第一个挂载的方法

Vue.prototype._init = function (options) {
    const vm= this
    vm._uid = uid++
    let startTag, endTag
    vm._isVue = true

    if (options && options._isComponent) {
      initInternalComponent(vm, options)
    } else {
      vm.$options = mergeOptions(
        resolveConstructorOptions(vm.constructor),
        options || {},
        vm
      )
    }

    vm._renderProxy = vm
    vm._self = vm
    initLifecycle(vm)
    initEvents(vm)
    initRender(vm)
    callHook(vm, 'beforeCreate')
    initInjections(vm) 
    initState(vm)
    initProvide(vm)
    callHook(vm, 'created')
    if (vm.$options.el) {
      vm.$mount(vm.$options.el)
    }
  }

_init() 方法在一开始的时候，在 this 对象上定义了两个属性：_uid 和 _isVue，然后判断有没有定义 options._isComponent这里会走 else 分支，也就是这段代码：

vm.$options = mergeOptions(
        resolveConstructorOptions(vm.constructor),
        options || {},
        vm
      )mergeOptions使用策略模式合并传入的options和Vue.options

mergeOptions使用策略模式合并传入的options和Vue.options合并后的代码结构, 可以看到通过合并策略components,directives,filters继承了全局的, 这就是为什么全局注册的可以在任何地方使用,因为每个实例都继承了全局的, 所以都能找到

接着调用了initLifecycle、initEvents、initRender、initState，且在 initState 前后分别回调了生命周期钩子 beforeCreate 和 created,看到这里，也就明白了为什么 created 的时候不能操作DOM了。因为这个时候还没有渲染真正的DOM元素到文档中。created 仅仅代表数据状态的初始化完成。重点看下initState()

initState (vm) {
  vm._watchers = []
  const opts = vm.$options
  if (opts.props) initProps(vm, opts.props)
  if (opts.methods) initMethods(vm, opts.methods)
  if (opts.data) {
    initData(vm)
  } else {
    observe(vm._data = {}, true /* asRootData */)
  }
  if (opts.computed) initComputed(vm, opts.computed)
  if (opts.watch && opts.watch !== nativeWatch) {
    initWatch(vm, opts.watch)
  }
}

通过initData看Vue的数据响应系统,由于只是传了data,所以执行initData(vm)

function initData (vm: Component) {
  let data = vm.$options.data
  data = vm._data = typeof data === 'function'
    ? getData(data, vm)
    : data || {}
  const keys = Object.keys(data)
  const props = vm.$options.props
  const methods = vm.$options.methods
  let i = keys.length
  while (i--) {
    const key = keys[i]
      proxy(vm, `_data`, key)
  }
  observe(data, true /* asRootData */)
}

proxy (target, sourceKey, key) {
  sharedPropertyDefinition.get = function proxyGetter () {
    return this[sourceKey][key]
  }
  sharedPropertyDefinition.set = function proxySetter (val) {
    this[sourceKey][key] = val
  }
  Object.defineProperty(target, key, sharedPropertyDefinition)
}

取出data中的key,进行循环,通过proxy代理,可以直接通过 this.属性访问data中的值,在实例对象上对数据进行代理，这样我们就能通过this.todos 来访问 data.todos 了接下啦,正式的数据响应系统observe(data, true /* asRootData */),将数据通过Object.defineProperty进行get,set处理,使得数据响应

class Observer {
  constructor(value) {
    this.value = value 
    this.dep = new Dep() 
    this.vmCount = 0 
    def(value, '__ob__', this) 
    if (Array.isArray(value)) {
      const augment = hasProto ? protoAugment : copyAugment augment(value, arrayMethods, arrayKeys) this.observeArray(value)
    } else {
      this.walk(value)
    }
  }
  walk(obj: Object) {
    const keys = Object.keys(obj) for (let i = 0; i < keys.length; i++) {
      defineReactive(obj, keys[i], obj[keys[i]])
    }
  }
  observeArray(items) {
    for (let i = 0, l = items.length; i < l; i++) {
      observe(items[i])
    }
  }
}

在 Observer 类中，我们使用 walk 方法对数据data的属性循环调用 defineReactive 方法，defineReactive 方法很简单，仅仅是将数据data的属性转为访问器属性，并对数据进行递归观测，否则只能观测数据data的直属子属性。这样我们的第一步工作就完成了，当我们修改或者获取data属性值的时候，通过 get 和 set 即能获取到通知。

function defineReactive (
  obj,
  key,
  val,
  customSetter,
  shallow
) {
  const dep = new Dep()
  let childOb = !shallow && observe(val)
  Object.defineProperty(obj, key, {
    enumerable: true,
    configurable: true,
    get: function reactiveGetter () {
      const value = getter ? getter.call(obj) : val
      if (Dep.target) {
        dep.depend()
        if (childOb) {
          childOb.dep.depend()
          if (Array.isArray(value)) {
            dependArray(value)
          }
        }
      }
      return value
    },
    set: function reactiveSetter (newVal) {
      const value = getter ? getter.call(obj) : val
      if (newVal === value || (newVal !== newVal && value !== value)) {
        return
      }
      val = newVal
      childOb = !shallow && observe(newVal)
      dep.notify()
    }
  })
}

其中 let childOb = !shallow && observe(val),进行递归调用,将所有data数据包含子集进行get set化,进行响应

其中在Observe类中,如果属性是数组,会进行改造

if (Array.isArray(value)) {
      const augment = hasProto
        ? protoAugment
        : copyAugment
      augment(value, arrayMethods, arrayKeys)
      this.observeArray(value)
    } else {
      this.walk(value)
    }export const arrayMethods = Object.create(arrayProto)
;[
  'push',
  'pop',
  'shift',
  'unshift',
  'splice',
  'sort',
  'reverse'
]
.forEach(function (method) {
  const original = arrayProto[method]
  def(arrayMethods, method, function mutator (...args) {
    const result = original.apply(this, args)
    const ob = this.__ob__
    let inserted
    switch (method) {
      case 'push':
      case 'unshift':
        inserted = args
        break
      case 'splice':
        inserted = args.slice(2)
        break
    }
    if (inserted) ob.observeArray(inserted)
    // notify change
    ob.dep.notify()
    return result
  })
})

重写数组中的上述方法,当在对数组进行这些操作时,ob.dep.notify(),通知相应的改变

initData(vm)执行完成,相应系统就完成了,这时候执行callHook(vm, 'created') 触发created,继续回到_init(),执行到 vm.$mount(vm.$options.el)

Vue.prototype._init = function (options) {
    const vm= this
    vm._uid = uid++
    let startTag, endTag
    vm._isVue = true

    if (options && options._isComponent) {
      initInternalComponent(vm, options)
    } else {
      vm.$options = mergeOptions(
        resolveConstructorOptions(vm.constructor),
        options || {},
        vm
      )
    }

    vm._renderProxy = vm
    vm._self = vm
    initLifecycle(vm)
    initEvents(vm)
    initRender(vm)
    callHook(vm, 'beforeCreate')
    initInjections(vm) 
    initState(vm)
    initProvide(vm)
    callHook(vm, 'created')
    if (vm.$options.el) {
      vm.$mount(vm.$options.el)
    }
  }

进入$mount会先获取挂载el节点,然后先判断有没有传入render方法,没有在去找有没有传入template,

本例都没有,就会去取

getOuterHTML(el)作为当期模板

Vue.prototype.$mount = function (
  el,
  hydrating
){
  el = el && query(el)
  const options = this.$options
  if (!options.render) {
    let template = options.template
    if (template) {
      if (typeof template === 'string') {
        if (template.charAt(0) === '#') {
          template = idToTemplate(template)
          }
        }
      } else if (template.nodeType) {
        template = template.innerHTML
      } else {
        if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
          warn('invalid template option:' + template, this)
        }
        return this
      }
    } else if (el) {
      template = getOuterHTML(el)
    }
    if (template) {
      const { render, staticRenderFns } = compileToFunctions(template, {
        shouldDecodeNewlines,
        delimiters: options.delimiters,
        comments: options.comments
      }, this)
      options.render = render
      options.staticRenderFns = staticRenderFns
      if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && config.performance && mark) {
        mark('compile end')
        measure(`${this._name} compile`, 'compile', 'compile end')
      }
    }
  }
  return mount.call(this, el, hydrating)
}

有了模板经过compileToFunctions,将模板编译为ast语法树,经过静态优化, 最后处理成render函数,本例中的render函数,使用了with(this), 将this作用域提前, {{ todo.text }} 所以我们可以直接在模板中使用属性,不加this! 当然加上this也是可以的解除了我的很多迷惑,为什么模板中可以不加this(react中的render是要使用this的), 其中的v-for转换成_l,根据之前的Vue.prototype._l = renderList

function() {
    with (this) {
        return _c('div', {
            attrs: {
                "id": "app"
            }
        }, [_c('ol', _l((this.todos), function(todo) {
            return _c('li', [_v("\n            " + _s(todo.text) + "\n          ")])
        })), _v(" "), _c('child')], 1)
    }
}

生成了render函数后接着进入mountComponent,
首先调用了
beforeMount函数,
接着执行vm._watcher = new Watcher(vm, updateComponent, noop)
最后callHook(vm, 'mounted'),执行mounted,所以在mounted执行之前就已经挂载到dom上

所以重点 vm._watcher = new Watcher(vm, updateComponent, noop)

function mountComponent (
  vm,
  el,
  hydrating
): Component {
  vm.$el = el
  if (!vm.$options.render) {
    vm.$options.render = createEmptyVNode
  }
  callHook(vm, 'beforeMount')

  let updateComponent = () => {
      vm._update(vm._render(), hydrating)
    }

  vm._watcher = new Watcher(vm, updateComponent, noop)
  hydrating = false
  if (vm.$vnode == null) {
    vm._isMounted = true
    callHook(vm, 'mounted')
  }
  return vm
}

查看Watcher代码

class Watcher {
  constructor (
    vm,
    expOrFn,
    cb,
    options
  ) {
    this.vm = vm
    vm._watchers.push(this)

    if (options) {
      this.deep = !!options.deep
      this.user = !!options.user
      this.lazy = !!options.lazy
      this.sync = !!options.sync
    } else {
      this.deep = this.user = this.lazy = this.sync = false
    }
    this.cb = cb
    this.id = ++uid // uid for batching
    this.active = true
    this.dirty = this.lazy // for lazy watchers
    this.deps = []
    this.newDeps = []
    this.depIds = new Set()
    this.newDepIds = new Set()
    this.expression = process.env.NODE_ENV !== 'production'
      ? expOrFn.toString()
      : ''
    // parse expression for getter
    if (typeof expOrFn === 'function') {
      this.getter = expOrFn
    } else {
      this.getter = parsePath(expOrFn)
    }
    this.value = this.lazy
      ? undefined
      : this.get()
  }
  get () {
    pushTarget(this)
    let value
    const vm = this.vm
    value = this.getter.call(vm, vm)
    return value
  }
  addDep (dep: Dep) {
    const id = dep.id
    if (!this.newDepIds.has(id)) {
      this.newDepIds.add(id)
      this.newDeps.push(dep)
      if (!this.depIds.has(id)) {
        dep.addSub(this)
      }
    }
  }
  evaluate () {
    this.value = this.get()
    this.dirty = false
  }
  depend () {
    let i = this.deps.length
    while (i--) {
      this.deps[i].depend()
    }
  }
}

执行构造函数由于 this.lazy=false; this.value = this.lazy ? undefined : this.get();

执行get方法其中pushTarget(this),给Dep.target添加静态属性this(当前new Watcher()实例 )

function pushTarget (_target) {

if (Dep.target) targetStack.push(Dep.target)

Dep.target = _target

}

get () {
    pushTarget(this)
    let value
    const vm = this.vm
    value = this.getter.call(vm, vm)
    return value
  }

接着执行 this.getter.call(vm, vm)

this.getter就是
updateComponent = () => {
vm._update(vm._render(), hydrating)
}

开始先调用vm._render()

  Vue.prototype._render = function (){
    const vm = this
    const {
      render,
      staticRenderFns,
      _parentVnode
    } = vm.$options

    let vnode = render.call(vm._renderProxy, vm.$createElement)
    return vnode
  }

开始执行之前编译好的render函数了,在执行render函数时,通过获取todos属性等,触发相应

function() {
    with (this) {
        return _c('div', {
            attrs: {
                "id": "app"
            }
        }, [_c('ol', _l((this.todos), function(todo) {
            return _c('li', [_v("\n            " + _s(todo.text) + "\n          ")])
        })), _v(" "), _c('child')], 1)
    }
}

的get方法,这个时候Dep.target已经存在静态属性,Watcher实例了

所以相应的dep实例就会收集对应的Watcher实例了

执行完之后返回vnode,

updateComponent = () => {
vm._update(vm._render(), hydrating)
} 
其中vm._render()执行render函数返回vnode作为参数
接下来执行vm._update
这是首次渲染,所以执行
vm.$el = vm.__patch__(
        vm.$el, vnode, hydrating, false,
        vm.$options._parentElm,
        vm.$options._refElm
      )

Vue.prototype._update = function (vnode, hydrating) {
    const vm: Component = this
    if (vm._isMounted) {
      callHook(vm, 'beforeUpdate')
    }
    const prevEl = vm.$el
    const prevVnode = vm._vnode
    const prevActiveInstance = activeInstance
    activeInstance = vm
    vm._vnode = vnode
    if (!prevVnode) {
      vm.$el = vm.__patch__(
        vm.$el, vnode, hydrating, false,
        vm.$options._parentElm,
        vm.$options._refElm
      )
      vm.$options._parentElm = vm.$options._refElm = null
    } else {
      vm.$el = vm.__patch__(prevVnode, vnode)
    }
    activeInstance = prevActiveInstance
    if (prevEl) {
      prevEl.__vue__ = null
    }
    if (vm.$el) {
      vm.$el.__vue__ = vm
    }
    if (vm.$vnode && vm.$parent && vm.$vnode === vm.$parent._vnode) {
      vm.$parent.$el = vm.$el
    }
  }

vm.patch( vm.$el, vnode, hydrating, false, vm.$options._parentElm, vm.$options._refElm ) 根据vnode中树,创建对应元素,插入到父节点中,通过对vnode递归循环创建所有子节点插入到父节点中其中如果遇到子元素是组件,例如本例中Child,会创建对应VueComponent的实例,执行和new Vue()一样的流程

如果还没有 prevVnode 说明是首次渲染，直接创建真实DOM。如果已经有了 prevVnode 说明不是首次渲染，那么就采用 patch 算法进行必要的DOM操作。这就是Vue更新DOM的逻辑。只不过我们没有将 virtual DOM 内部的实现。

当改变属性值时,会触发对应的属性的set方法,由于之前执行render的时候触发了get,收集了对应的Watcher,所以改变值时触发set,通知之前收集的Watcher实例执行,重新计算render方法进行patch操作

最后盗取一张图:

写了半天,实在写不下去了,以后有好的语言,再来整理吧!