vue的渲染过程

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vue的渲染过程

在这里插入图片描述

Vue的模板编译在$mount之后,通过compile方法,经过parse、optimize、generate方法,最后生成render function来生成虚拟DOM,虚拟DOM通过diff算法,来更新DOM。

具体功能如下:

  • parse 函数解析 template
  • optimize 函数优化静态内容
  • generate 函数创建 render 函数字符串

parse

在了解 parse 的过程之前,我们需要了解 AST,AST 的全称是 Abstract Syntax Tree,也就是所谓抽象语法树,用来表示代码的数据结构。在 Vue 中我把它理解为嵌套的、携带标签名、属性和父子关系的 JS 对象,以树来表现 DOM 结构。

vue中的ast类型有以下3种

ASTElement = {  // AST标签元素
  type: 1;
  tag: string;
  attrsList: Array<{ name: string; value: any }>;
  attrsMap: { [key: string]: any };
  parent: ASTElement | void;
  children: Array<ASTNode>
  
  ...
}

ASTExpression = { // AST表达式 {{ }}
  type: 2;
  expression: string;
  text: string;
  tokens: Array<string | Object>;
  static?: boolean;
};

ASTText = {  // AST文本
  type: 3;
  text: string;
  static?: boolean;
  isComment?: boolean;
};
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通过children字段来形成一种层层嵌套的树状结构。vue中定义了许多正则(判断标签开始、结束、属性、vue指令、文本),通过对html内容进行递归正则匹配,对满足条件的字符串进行截取。把字符串类型的html转换位AST结构

parse函数的作用就是把字符串型的template转化为AST结构

在这里插入图片描述

如,假设我们有一个元素<div id="test">texttext</div>,在 parse 完之后会变成如下的结构并返回:

  ele1 = {
    type: 1,
    tag: "div",
    attrsList: [{name: "id", value: "test"}],
    attrsMap: {id: "test"},
    parent: undefined,
    children: [{
        type: 3,
        text: 'texttext'
      }
    ],
    plain: true,
    attrs: [{name: "id", value: "'test'"}]
  }
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那么它具体是怎么解析、截取的呢?

举个例子

<div>
    <p>我是{{name}}</p>
</div>

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他的截取过程,主要如下

// 初始
<div>
    <p>我是{{name}}</p>
</div>

// 第一次截取剩余(包括空格)

    <p>我是{{name}}</p>
</div>

// 第二次截取
<p>我是{{name}}</p>
</div>

// 第三次截取
我是{{name}}</p>
</div>

// 第四次截取
</p>
</div>

// 
            
</div>

// 
</div>
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那么,他的截取规则是什么呢?

vue中截取规则主要是通过判断模板中html.indexof('<')的值,来确定我们是要截取标签还是文本.

  • 等于 0:这就代表这是注释、条件注释、doctype、开始标签、结束标签中的某一种

  • 大于等于 0:这就说明是文本、表达式

  • 小于 0:表示 html 标签解析完了,可能会剩下一些文本、表达式

若等于0

  1. 若等于0,则进行正则匹配看是否为开始标签、结束标签、注释、条件注释、doctype中的一种。
  2. 若是开始标签,则截取对应的开始标签,并定义ast的基本结构,并且解析标签上带的属性(attrs, tagName)、指令等等。

当然,这里的attrs也是通过正则匹配出来的,具体做法就是通过匹配标签上对应的属性,然后把他push到attrs里。

匹配时候的正则表达式如下。

const attribute = /^\s*([^\s"'<>\/=]+)(?:\s*(=)\s*(?:"([^"]*)"+|'([^']*)'+|([^\s"'=<>`]+)))?/
const ncname = '[a-zA-Z_][\\w\\-\\.]*'
const qnameCapture = `((?:${ncname}\\:)?${ncname})`
const startTagOpen = new RegExp(`^<${qnameCapture}`)
const startTagClose = /^\s*(\/?)>/
const endTag = new RegExp(`^<\\/${qnameCapture}[^>]*>`)
const doctype = /^<!DOCTYPE [^>]+>/i
const comment = /^<!\--/
const conditionalComment = /^<!\[/
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  1. 同时,需要注意的一点是,vue中还需要维护一个stack(可以理解为一个数组),用来标记DOM的深度

关于stack

stack里的最后一项,永远是当前正在解析的元素的parentNode。

通过stack解析器会把当前解析的元素和stack里的最后一个元素建立父子关系。即把当前节点push到stack的最后一个节点的children里,同时将它自身的parent设为stack的最后一个节点。

当然,因为我们的标签中存在一种自闭和的标签(如input),这种类型的标签没有子元素,所以不会push到stack中。

  1. 若是结束标签,则需要通过这个结束标签的tagName从后到前匹配stack中每一项的tagName,将匹配到的那一项之后的所有项全部删除,表示这一段已经解析完成。

  2. 若不是以上5种中的一种,则表示他是文本

等于0或大于0

若等于0且不满足以上五种条件或大于0,则表示它是文本或表达式。

  1. 此时,它会判断它的剩余部分是否符合标签的格式,
  2. 如果不符合,则继续再剩余部分判断'<'的位置,并继续1的判断,直到剩余部分有符合标签的格式出现。
let textEnd = html.indexOf('<')
let text, rest, next
if (textEnd >= 0) {
  rest = html.slice(textEnd)
  // 剩余部分的 HTML 不符合标签的格式那肯定就是文本
  // 并且还是以 < 开头的文本
  while (
    !endTag.test(rest) &&
    !startTagOpen.test(rest) &&
    !comment.test(rest) &&
    !conditionalComment.test(rest)
  ) {
    // < in plain text, be forgiving and treat it as text
    next = rest.indexOf('<', 1)
    if (next < 0) break
    textEnd += next
    rest = html.slice(textEnd)
  }
  text = html.substring(0, textEnd)
  html = html.substring(0, textEnd)
}
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关于文本的截取

文本一般分为2种

实打实</div>
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我是{{name}}</div>
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如果文本中含有表达式,则需要对文本中的变量进行解析

const expression = parseText(text, delimiters) // 对变量解析 {{name}} => _s(name)
children.push({
  type: 2,
  expression,
  text
})
// 上例中解析过后形成如下的结构
{
  expression: "_s(name)",
  text: "我是{{name}}",
  type: 2
}
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现在我们再来看最开始的例子

<div>
    <p>我是{{name}}</p>
</div>

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1.首先第一次判断<的位置,等于0,且可以匹配上开始标签,则截取这个标签。

// 第一次截取后剩余

    <p>我是{{name}}</p>
</div>
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2.继续判断<的位置,大于0(因为有空格),判断为文本,截取这个文本

// 第二次截取后剩余
<p>我是{{name}}</p>
</div>
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3.继续判断<位置,等于0,且为开始标签,截取这一部分,并且维护stack,把当前的解析的元素的parnet置为stack中的最后一项,并且在stack的最后一项的children里push当前解析的元素

// 这里有个判断,因为非自闭和标签才会有children,所以非自闭标签才往stack里push
if (!unary) {
  currentParent = element
  stack.push(element)
}

// 设立父子关系
currentParent.children.push(element)
element.parent = currentParent

// 此时stack

[divAst,pAst]

//  第三次截取后剩余
我是{{name}}</p>
</div>
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4.继续判断<的位置,大于0,判断剩余部分是否属于标签的一种,这里剩余部分可以匹配结束标签,则表明为文本

// 第四次截取后剩余
</p>
</div>
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5.继续判断<的位置,等于0,且匹配为结束标签,此时会再stack里寻找满足tagName和当前标签名相同的最后一项,把它之后项的全部删除。

// 此时stack

[divAst]

// 第五次截取剩余

</div>
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6.继续通过以上方式截取,直到全部截取完毕。

parse过程总结

简单来说,template的parse过程,其实就是不断的截取字符串并解析它们的过程。

在此过程中,如果截取到非闭合标签就push到stack中,如果截取道结束标签就把这个标签pop出来。

optimize优化

optimize的作用主要是对生成的AST进行静态内容的优化,标记静态节点。所谓静态内容,指的是和数据没有关系,不需要每次都更新的内容。 标记静态节点的作用的作用是为了之后dom diff时,是否需要patch,diff算法会直接跳过静态节点,从而减少了比较的过程,优化了patch的性能。

1. 如果是表达式AST节点,直接返回 false
2. 如果是文本AST节点,直接返回 true
3. 如果元素是元素节点,阶段有 v-pre 指令 ||
  1. 没有任何指令、数据绑定、事件绑定等 &&
  2. 没有 v-if 和 v-for &&
  3. 不是 slot 和 component &&
  4. 是 HTML 保留标签 &&
  5. 不是 template 标签的直接子元素并且没有包含在 for 循环中
  则返回 true
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简单来说,没有使用vue独有的语法的节点就可以称为静态节点

判断一个父级元素是静态节点,则需要判断它的所有子节点都是静态节点,否则就不是静态节点

标记静态节点的过程是一个不断递归的过程

for (let i = 0, l = node.children.length; i < l; i++) {
  const child = node.children[i]
  markStatic(child)
  if (!child.static) {
    node.static = false
  }
}
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markStatic方法是用来标记静态节点的方法,它会不断的循环children,如果children还有children,则走相同的逻辑。这样所有的节点都会被打上标记。

在循环中会判断,子节点是否为静态节点,如果不是则其父节点不是静态节点。

generate生成render函数

generate是将AST转化成render funtion字符串的过程,他递归了AST,得到结果是render的字符串。

render函数的就是返回一个_c('tagName',data,children)的方法

1.第一个参数是标签名 2.第二个参数是他的一些数据,包括属性/指令/方法/表达式等等。 3.第三个参数是当前标签的子标签,同样的,每一个子标签的格式也是_c('tagName',data,children)。

generate就是通过不断递归形成了这么一种树形结构。

image

genElement:用来生成基本的render结构或者叫createElement结构
genData: 处理ast结构上的一些属性,用来生成data
genChildren:处理ast的children,并在内部调用genElement,形成子元素的_c()方法
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render字符串内部有几种方法

几种内部方法
_c:对应的是 createElement 方法,顾名思义,它的含义是创建一个元素(Vnode)
_v:创建一个文本结点。
_s:把一个值转换为字符串。(eg: {{data}})
_m:渲染静态内容
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<template>
  <div id="app">
    {{val}}
    <img src="http://xx.jpg">
  </div>
</template>

{
  render: with(this) {
    return _c('div', {
      attrs: {
        "id": "app"
      }
    }, [_v("\n" + _s(val) + "\n"),
        _c('img', {
              attrs: {
                "src": ""
              }
            })
        ]
    )
  }
}
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那么问题来了,_c('tagName',data,children)如何拼接的,data是如何拼接的,children又是如何拼接的?

// genElement方法用来拼接每一项_c('tagName',data,children)
function genElement (el: ASTElement, state: CodegenState) {
  const data = el.plain ? undefined : genData(el, state)
  const children = el.inlineTemplate ? null : genChildren(el, state, true)
    
  let code = `_c('${el.tag}'${
    data ? `,${data}` : '' // data
  }${
    children ? `,${children}` : '' // children
  })`
  
  return code
}
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线来看data的拼接逻辑

//
function genData (el: ASTElement, state: CodegenState): string {
  let data = '{'
  // key
  if (el.key) {
    data += `key:${el.key},`
  }
  // ref
  if (el.ref) {
    data += `ref:${el.ref},`
  }
  if (el.refInFor) {
    data += `refInFor:true,`
  }
  // ... 类似的还有很多种情况
  data = data.replace(/,$/, '') + '}'
  return data
}
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从上面可以看出来,data的拼接过程就是不断的判读ast上一些属性是否存在,然后拼在data上,最后把这个data返回。

那么children怎么拼出来呢?

function genChildren (
  el: ASTElement,
  state: CodegenState
): string | void {
  const children = el.children
  if (children.length) {
    return `[${children.map(c => genNode(c, state)).join(',')}]`
  }
}

function genNode (node: ASTNode, state: CodegenState): string {
  if (node.type === 1) {
    return genElement(node, state)
  } if (node.type === 3 && node.isComment) {
    return genComment(node)
  } else {
    return genText(node)
  }
}


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最后执行render函数就会形成虚拟DOM.

总结

vue template模板编译的过程经过parse()生成ast(抽象语法树),optimize对静态节点优化,generate()生成render字符串

之后调用new Watcher()函数,用来监听数据的变化,render 函数就是数据监听的回调所调用的,其结果便是重新生成 vnode。

当这个 render 函数字符串在第一次 mount、或者绑定的数据更新的时候,都会被调用,生成 Vnode。

如果是数据的更新,那么 Vnode 会与数据改变之前的 Vnode 做 diff,对内容做改动之后,就会更新到我们真正的 DOM

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