Vue源码学习（2）—— 数据驱动

new Vue()后发生了什么？

import Vue from 'vue';

const app = new Vue({ // <--- 它在干嘛
    el: '#app',
    data() {
        return {
            message: '123'
        }
    }
})

在上一章节的最后面我截取了一个ES5实例化Vue的代码片段

function Vue (options) {
  if (process.env.NODE_ENV !== 'production' &&
    !(this instanceof Vue)
  ) {
    warn('Vue is a constructor and should be called with the `new` keyword')
  }
  this._init(options)
}

这段代码实际上就是初始化了Vue。但_init()这个方法在哪呢？记得之前在逐级找Vue实例的时候么？其实_init()方法是在/core/instance/init.js的initMixin()中。

# /core/instance/init.js

export function initMixin (Vue: Class<Component>) {
  Vue.prototype._init = function (options?: Object) {
    const vm: Component = this
    // a uid
    vm._uid = uid++

    let startTag, endTag
    /* istanbul ignore if */
    if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && config.performance && mark) {
      startTag = `vue-perf-start:${vm._uid}`
      endTag = `vue-perf-end:${vm._uid}`
      mark(startTag)
    }

    // a flag to avoid this being observed
    vm._isVue = true
    // merge options 初始化options并合并
    if (options && options._isComponent) {
      // optimize internal component instantiation
      // since dynamic options merging is pretty slow, and none of the
      // internal component options needs special treatment.
      initInternalComponent(vm, options)
    } else {
      vm.$options = mergeOptions(
        resolveConstructorOptions(vm.constructor),
        options || {},
        vm
      )
    }
    /* istanbul ignore else */
    if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
      initProxy(vm)
    } else {
      vm._renderProxy = vm
    }
    // expose real self
    vm._self = vm
    initLifecycle(vm)
    initEvents(vm)
    initRender(vm)
    callHook(vm, 'beforeCreate')
    initInjections(vm) // resolve injections before data/props
    initState(vm)
    initProvide(vm) // resolve provide after data/props
    callHook(vm, 'created')

    /* istanbul ignore if */
    if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && config.performance && mark) {
      vm._name = formatComponentName(vm, false)
      mark(endTag)
      measure(`vue ${vm._name} init`, startTag, endTag)
    }

    if (vm.$options.el) {
      // 在指定元素上挂载
      vm.$mount(vm.$options.el)
    }
  }
}

...

现在来看看挂载后data如何初始化。找到上面的initState()方法，它的位置src/core/instance/state.js。

 #/core/instance/state.js

function initData (vm: Component) {
  let data = vm.$options.data
  data = vm._data = typeof data === 'function'
    ? getData(data, vm)
    : data || {}
  if (!isPlainObject(data)) {
    data = {}
    process.env.NODE_ENV !== 'production' && warn(
      'data functions should return an object:\n' +
      'https://vuejs.org/v2/guide/components.html#data-Must-Be-a-Function',
      vm
    )
  }
  // proxy data on instance
  const keys = Object.keys(data)
  const props = vm.$options.props
  const methods = vm.$options.methods
  let i = keys.length
  while (i--) {
    const key = keys[i]
    if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
      if (methods && hasOwn(methods, key)) {
        warn(
          `Method "${key}" has already been defined as a data property.`,
          vm
        )
      }
    }
    if (props && hasOwn(props, key)) {
      process.env.NODE_ENV !== 'production' && warn(
        `The data property "${key}" is already declared as a prop. ` +
        `Use prop default value instead.`,
        vm
      )
    } else if (!isReserved(key)) {
      proxy(vm, `_data`, key)
    }
  }
  // observe data
  observe(data, true /* asRootData */)
}

不知你是否遇到你在项目中当绑定data不是以函数的方式声明的时候出现的错误，或者你在data、method、props声明相同名称的变量时出现的错误，上面的源码就会告诉你。实际上，在data、method、props声明的变量或者方法最终都会绑定到vm上。

绑定到vm上的变量时怎么获取的呢？大家把目标转移到proxy()上。

const sharedPropertyDefinition = {
  enumerable: true,
  configurable: true,
  get: noop,
  set: noop
}

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

可以看到，proxy方法实际就是对target进行了get、set，也许这一点就是经常面对的Vue面试题。

const app = new Vue({ // <--- 它在干嘛
    el: '#app',
    data() {
        return {
            message: '123'
        }
    },
    mounted() {
        console.log(this.message)
    }
})

当你想访问this.message的时候实际上访问的就是this._data.message。举一反三后你会发现，对于data、method、props都是一样的道理。但不要通过_data来获取变量。

实际上在调用proxy方法的时候还调用了observe方法，后续在设计到这块内容再说。

实例挂载的实现

下面将分析一下$mount方法。

在引入runtime的Vue实例的时候，$mount方法就添加到原型上了。

# src/platforms/web/entry-runtime-with-compiler.js

Vue.prototype.$mount = function (
  el?: string | Element,
  hydrating?: boolean
): Component {
  el = el && query(el) // 判断如果是字符串则看是否存在dom节点

  /* istanbul ignore if */
  if (el === document.body || el === document.documentElement) {
    process.env.NODE_ENV !== 'production' && warn(
      `Do not mount Vue to <html> or <body> - mount to normal elements instead.`
    )
    return this
  }

  const options = this.$options
  // resolve template/el and convert to render function
  if (!options.render) {
    let template = options.template
    if (template) {
      if (typeof template === 'string') {
        if (template.charAt(0) === '#') {
          template = idToTemplate(template)
          /* istanbul ignore if */
          if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && !template) {
            warn(
              `Template element not found or is empty: ${options.template}`,
              this
            )
          }
        }
      } 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) {
      /* istanbul ignore if */
      if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && config.performance && mark) {
        mark('compile')
      }

      const { render, staticRenderFns } = compileToFunctions(template, {
        outputSourceRange: process.env.NODE_ENV !== 'production',
        shouldDecodeNewlines,
        shouldDecodeNewlinesForHref,
        delimiters: options.delimiters,
        comments: options.comments
      }, this)
      options.render = render
      options.staticRenderFns = staticRenderFns

      /* istanbul ignore if */
      if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && config.performance && mark) {
        mark('compile end')
        measure(`vue ${this._name} compile`, 'compile', 'compile end')
      }
    }
  }
  return mount.call(this, el, hydrating) // <--- 看这里
}

整个$mount方法不难看出，对el进行解析、判断了render函数、转换为template、编译转换成render函数，在执行的时候最终会将模板内的内容输出。

# runtime/index.js

Vue.prototype.$mount = function (
  el?: string | Element,
  hydrating?: boolean
): Component {
  el = el && inBrowser ? query(el) : undefined
  return mountComponent(this, el, hydrating)
}

由于最后一行有mount.call()，所以需要继续追溯。在runtime/index.js中也存在了$mount原型。最终会执行mountComponent方法。

# src/core/instance/lifecycle.js

export function mountComponent (
  vm: Component,
  el: ?Element,
  hydrating?: boolean
): Component {
  vm.$el = el
  if (!vm.$options.render) {
    vm.$options.render = createEmptyVNode
    if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
      /* istanbul ignore if */
      if ((vm.$options.template && vm.$options.template.charAt(0) !== '#') ||
        vm.$options.el || el) {
        warn(
          'You are using the runtime-only build of Vue where the template ' +
          'compiler is not available. Either pre-compile the templates into ' +
          'render functions, or use the compiler-included build.',
          vm
        )
      } else {
        warn(
          'Failed to mount component: template or render function not defined.',
          vm
        )
      }
    }
  }
  callHook(vm, 'beforeMount')

  let updateComponent
  /* istanbul ignore if */
  if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && config.performance && mark) {
    updateComponent = () => {
      const name = vm._name
      const id = vm._uid
      const startTag = `vue-perf-start:${id}`
      const endTag = `vue-perf-end:${id}`

      mark(startTag)
      const vnode = vm._render()
      mark(endTag)
      measure(`vue ${name} render`, startTag, endTag)

      mark(startTag)
      vm._update(vnode, hydrating)
      mark(endTag)
      measure(`vue ${name} patch`, startTag, endTag)
    }
  } else {
    updateComponent = () => {
      vm._update(vm._render(), hydrating)
    }
  }

  // we set this to vm._watcher inside the watcher's constructor
  // since the watcher's initial patch may call $forceUpdate (e.g. inside child
  // component's mounted hook), which relies on vm._watcher being already defined
  new Watcher(vm, updateComponent, noop, {
    before () {
      if (vm._isMounted && !vm._isDestroyed) {
        callHook(vm, 'beforeUpdate')
      }
    }
  }, true /* isRenderWatcher */)
  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
}

在mountComponent方法中，需要注意的是当你在使用不同的vue版本(runtime or runtime-only)，注意生成render函数的方式

从上面的代码可以看到，mountComponent 核心就是先实例化一个渲染Watcher，在它的回调函数中会调用 updateComponent 方法，在此方法中调用 vm._render 方法先生成虚拟 Node，最终调用 vm._update 更新 DOM。

Watcher 在这里起到两个作用，一个是初始化的时候会执行回调函数，另一个是当 vm 实例中的监测的数据发生变化的时候执行回调函数。

函数最后判断为根节点的时候设置 vm._isMounted 为 true， 表示这个实例已经挂载了，同时执行 mounted 钩子函数。 这里注意 vm.$vnode 表示 Vue 实例的父虚拟 Node，所以它为 Null 则表示当前是根 Vue 的实例。

详说render方法

上面一直提到了render方法，我们下面解析一下render方法。

_render 方法是一个私有方法，它用来把实例渲染成一个虚拟 Node。它的定义在 src/core/instance/render.js 文件中，最终返回一个VNode。

# src/core/instance/render.js

Vue.prototype._render = function (): VNode {
    const vm: Component = this
    const { render, _parentVnode } = vm.$options // <-- 聚焦这里

    if (_parentVnode) {
      vm.$scopedSlots = normalizeScopedSlots(
        _parentVnode.data.scopedSlots,
        vm.$slots,
        vm.$scopedSlots
      )
    }

    // set parent vnode. this allows render functions to have access
    // to the data on the placeholder node.
    vm.$vnode = _parentVnode
    // render self
    let vnode
    try {
      // There's no need to maintain a stack because all render fns are called
      // separately from one another. Nested component's render fns are called
      // when parent component is patched.
      currentRenderingInstance = vm
      vnode = render.call(vm._renderProxy, vm.$createElement) // <-- 这里
    } catch (e) {
      handleError(e, vm, `render`)
      // return error render result,
      // or previous vnode to prevent render error causing blank component
      /* istanbul ignore else */
      if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && vm.$options.renderError) {
        try {
          vnode = vm.$options.renderError.call(vm._renderProxy, vm.$createElement, e)
        } catch (e) {
          handleError(e, vm, `renderError`)
          vnode = vm._vnode
        }
      } else {
        vnode = vm._vnode
      }
    } finally {
      currentRenderingInstance = null
    }
    // if the returned array contains only a single node, allow it
    if (Array.isArray(vnode) && vnode.length === 1) {
      vnode = vnode[0]
    }
    // return empty vnode in case the render function errored out
    if (!(vnode instanceof VNode)) {
      if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && Array.isArray(vnode)) {
        warn(
          'Multiple root nodes returned from render function. Render function ' +
          'should return a single root node.',
          vm
        )
      }
      vnode = createEmptyVNode()
    }
    // set parent
    vnode.parent = _parentVnode
    return vnode
  }

聚焦一下我注释的位置，$options里面的render方法。这个render方法可以用户自己写或者通过编译生成。

Vue 的官方文档中介绍了 render 函数的第一个参数是 createElement，下面举个例子：

<div id="app">
  {{ message }}
</div>

上面这段代码实际上等同于编写的一个render函数，如下：

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

然后我们回到src/core/instance/render.js这个代码片段，找到我标注【这里】的位置

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

可以发现createElement 方法就是 vm.$createElement 方法

# src/core/instance/render.js

export function initRender (vm: Component) {
  // ...
  
  vm.$createElement = (a, b, c, d) => createElement(vm, a, b, c, d, true)
}

在Vue源码学习（1）的时候，初始化Vue实例调用了initRender的方法，所以，vm.$createElement 方法就是在这里执行的。

除了 vm.$createElement 方法，还有一个 vm._c 方法，它是被模板编译成的 render 函数使用，而 vm.$createElement 是用户手写 render 方法使用的， 这俩个方法支持的参数相同，并且内部都调用了 createElement 方法。

介绍了createElement方法，我们再看看_renderProxy。

# /core/instance/init.js

if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
      initProxy(vm)
    } else {
      vm._renderProxy = vm
    }

这里，如果是在开发阶段，会执行一个initProxy(vm)，具体看看它做了什么事。

# src/core/instance/proxy.js

initProxy = function initProxy (vm) {
    if (hasProxy) {
      // determine which proxy handler to use
      const options = vm.$options
      const handlers = options.render && options.render._withStripped
        ? getHandler
        : hasHandler
      vm._renderProxy = new Proxy(vm, handlers)
    } else {
      vm._renderProxy = vm
    }
  }

首先，判断浏览器是否支持Proxy对象。然后会new一个Proxy，第二个参数handlers要么是getHandler、要么是hasHandler，我们继续看handlers最后是什么。

# src/core/instance/proxy.js

const hasHandler = {
    has (target, key) {
      const has = key in target
      const isAllowed = allowedGlobals(key) ||
        (typeof key === 'string' && key.charAt(0) === '_' && !(key in target.$data))
      if (!has && !isAllowed) {
        if (key in target.$data) warnReservedPrefix(target, key)
        else warnNonPresent(target, key)
      }
      return has || !isAllowed
    }
  }

  const getHandler = {
    get (target, key) {
      if (typeof key === 'string' && !(key in target)) {
        if (key in target.$data) warnReservedPrefix(target, key)
        else warnNonPresent(target, key)
      }
      return target[key]
    }
  }

handlers说白了就是查看当前的key是否在目标中。如果不在，则会执行warnNonPresent方法。

# src/core/instance/proxy.js

const warnReservedPrefix = (target, key) => {
    warn(
      `Property "${key}" must be accessed with "$data.${key}" because ` +
      'properties starting with "$" or "_" are not proxied in the Vue instance to ' +
      'prevent conflicts with Vue internals. ' +
      'See: https://vuejs.org/v2/api/#data',
      target
    )
  }

庐山真面目，熟悉么？找不到对应的属性或者方法，是不是你在使用Vue的时候遇到过的错误？

说完了_renderProxy，我们继续往下看。

当我们返回了VNode后，会判断。如果它返回的是个数组，则会出现下面的警告。这个警告你是否也熟悉，就是在模板中存在多个根节点。

# src/core/instance/render.js
...

// return empty vnode in case the render function errored out
    if (!(vnode instanceof VNode)) {
      if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && Array.isArray(vnode)) {
        warn(
          'Multiple root nodes returned from render function. Render function ' +
          'should return a single root node.',
          vm
        )
      }
      vnode = createEmptyVNode()
    }

说到了VNode，它是Vue 2.x才引入的，这里也就不得不讲一下Virtual DOM。

Virtual DOM

网络上有很多关于Virtual DOM的讲解，想仔细了解可以自行查阅。

真正的 DOM 元素是非常庞大的，因为浏览器的标准就把 DOM 设计的非常复杂。当我们频繁的去做 DOM 更新，会产生一定的性能问题。

而 Virtual DOM 就是用一个JS 对象去描述一个DOM 节点，所以它比创建一个DOM的代价要小很多。在Vue 中，Virtual DOM是用VNode这么一个Class 去描述，它是定义在src/core/vdom/vnode.js中的。

# src/core/vdom/vnode.js

/* @flow */

export default class VNode {
  tag: string | void;
  data: VNodeData | void;
  children: ?Array<VNode>;
  text: string | void;
  elm: Node | void;
  ns: string | void;
  context: Component | void; // rendered in this component's scope
  key: string | number | void;
  componentOptions: VNodeComponentOptions | void;
  componentInstance: Component | void; // component instance
  parent: VNode | void; // component placeholder node

  // strictly internal
  raw: boolean; // contains raw HTML? (server only)
  isStatic: boolean; // hoisted static node
  isRootInsert: boolean; // necessary for enter transition check
  isComment: boolean; // empty comment placeholder?
  isCloned: boolean; // is a cloned node?
  isOnce: boolean; // is a v-once node?
  asyncFactory: Function | void; // async component factory function
  asyncMeta: Object | void;
  isAsyncPlaceholder: boolean;
  ssrContext: Object | void;
  fnContext: Component | void; // real context vm for functional nodes
  fnOptions: ?ComponentOptions; // for SSR caching
  devtoolsMeta: ?Object; // used to store functional render context for devtools
  fnScopeId: ?string; // functional scope id support

  constructor (
    tag?: string,
    data?: VNodeData,
    children?: ?Array<VNode>,
    text?: string,
    elm?: Node,
    context?: Component,
    componentOptions?: VNodeComponentOptions,
    asyncFactory?: Function
  ) {
    this.tag = tag
    this.data = data
    this.children = children
    this.text = text
    this.elm = elm
    this.ns = undefined
    this.context = context
    this.fnContext = undefined
    this.fnOptions = undefined
    this.fnScopeId = undefined
    this.key = data && data.key
    this.componentOptions = componentOptions
    this.componentInstance = undefined
    this.parent = undefined
    this.raw = false
    this.isStatic = false
    this.isRootInsert = true
    this.isComment = false
    this.isCloned = false
    this.isOnce = false
    this.asyncFactory = asyncFactory
    this.asyncMeta = undefined
    this.isAsyncPlaceholder = false
  }

  // DEPRECATED: alias for componentInstance for backwards compat.
  /* istanbul ignore next */
  get child (): Component | void {
    return this.componentInstance
  }
}

export const createEmptyVNode = (text: string = '') => {
  const node = new VNode()
  node.text = text
  node.isComment = true
  return node
}

export function createTextVNode (val: string | number) {
  return new VNode(undefined, undefined, undefined, String(val))
}

// optimized shallow clone
// used for static nodes and slot nodes because they may be reused across
// multiple renders, cloning them avoids errors when DOM manipulations rely
// on their elm reference.
export function cloneVNode (vnode: VNode): VNode {
  const cloned = new VNode(
    vnode.tag,
    vnode.data,
    // #7975
    // clone children array to avoid mutating original in case of cloning
    // a child.
    vnode.children && vnode.children.slice(),
    vnode.text,
    vnode.elm,
    vnode.context,
    vnode.componentOptions,
    vnode.asyncFactory
  )
  cloned.ns = vnode.ns
  cloned.isStatic = vnode.isStatic
  cloned.key = vnode.key
  cloned.isComment = vnode.isComment
  cloned.fnContext = vnode.fnContext
  cloned.fnOptions = vnode.fnOptions
  cloned.fnScopeId = vnode.fnScopeId
  cloned.asyncMeta = vnode.asyncMeta
  cloned.isCloned = true
  return cloned
}

如果想看每个属性更详细的数据结构，可以到/flow/vnode.js文件中进行查阅，上述属性:类型可以理解成Typescript的接口。

Vue中的Virtual DOM借鉴了开源库Snabbdom，在这个基础上又添加了一些新的特性。

VNode只是用来映射到真实DOM的渲染，不需要包含操作 DOM 的方法，因此它是非常轻量和简单的。

Virtual DOM 除了它的数据结构的定义，映射到真实的 DOM 实际上要经历 VNode的create、diff、patch 等过程。VNode 的create是通过之前提到的createElement方法创建的。

createElement

焦点移至src/core/vdom/create-element.js

# src/core/vdom/create-element.js

export function createElement (
  context: Component,
  tag: any,
  data: any,
  children: any,
  normalizationType: any,
  alwaysNormalize: boolean
): VNode | Array<VNode> {
  if (Array.isArray(data) || isPrimitive(data)) {
    normalizationType = children
    children = data
    data = undefined
  }
  if (isTrue(alwaysNormalize)) {
    normalizationType = ALWAYS_NORMALIZE
  }
  return _createElement(context, tag, data, children, normalizationType)
}

if (Array.isArray(data) || isPrimitive(data)) {
    normalizationType = children
    children = data
    data = undefined
  }

这里有一个小心思，当面对参数数量不一致的时候，这段代码很巧妙的对参数进行移位。后续可以在开发中使用。

createElement方法实际上就是对一些参数进行了处理，然后统一调用_createElement这个私有方法。

export function _createElement (
  context: Component,
  tag?: string | Class<Component> | Function | Object,
  data?: VNodeData,
  children?: any,
  normalizationType?: number
): VNode | Array<VNode> {
  // 对data进行判断，不允许data是响应式的
  if (isDef(data) && isDef((data: any).__ob__)) {
    process.env.NODE_ENV !== 'production' && warn(
      `Avoid using observed data object as vnode data: ${JSON.stringify(data)}\n` +
      'Always create fresh vnode data objects in each render!',
      context
    )
    return createEmptyVNode()
  }
  // object syntax in v-bind
  if (isDef(data) && isDef(data.is)) {
    tag = data.is
  }
  if (!tag) {
    // in case of component :is set to falsy value
    return createEmptyVNode()
  }
  // warn against non-primitive key
  if (process.env.NODE_ENV !== 'production' &&
    isDef(data) && isDef(data.key) && !isPrimitive(data.key)
  ) {
    if (!__WEEX__ || !('@binding' in data.key)) {
      warn(
        'Avoid using non-primitive value as key, ' +
        'use string/number value instead.',
        context
      )
    }
  }
  // support single function children as default scoped slot
  if (Array.isArray(children) &&
    typeof children[0] === 'function'
  ) {
    data = data || {}
    data.scopedSlots = { default: children[0] }
    children.length = 0
  }
  if (normalizationType === ALWAYS_NORMALIZE) {
    children = normalizeChildren(children)
  } else if (normalizationType === SIMPLE_NORMALIZE) {
    children = simpleNormalizeChildren(children)
  }
  let vnode, ns
  if (typeof tag === 'string') {
    let Ctor
    ns = (context.$vnode && context.$vnode.ns) || config.getTagNamespace(tag)
    if (config.isReservedTag(tag)) {
      // platform built-in elements
      if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && isDef(data) && isDef(data.nativeOn)) {
        warn(
          `The .native modifier for v-on is only valid on components but it was used on <${tag}>.`,
          context
        )
      }
      vnode = new VNode(
        config.parsePlatformTagName(tag), data, children,
        undefined, undefined, context
      )
    } else if ((!data || !data.pre) && isDef(Ctor = resolveAsset(context.$options, 'components', tag))) {
      // component
      vnode = createComponent(Ctor, data, context, children, tag)
    } else {
      // unknown or unlisted namespaced elements
      // check at runtime because it may get assigned a namespace when its
      // parent normalizes children
      vnode = new VNode(
        tag, data, children,
        undefined, undefined, context
      )
    }
  } else {
    // direct component options / constructor
    vnode = createComponent(tag, data, context, children)
  }
  if (Array.isArray(vnode)) {
    return vnode
  } else if (isDef(vnode)) {
    if (isDef(ns)) applyNS(vnode, ns)
    if (isDef(data)) registerDeepBindings(data)
    return vnode
  } else {
    return createEmptyVNode()
  }
}

_createElement 方法有 5 个参数，context表示 VNode 的上下文环境，它是Component类型；tag 表示标签，它可以是一个字符串，也可以是一个 Component；data 表示 VNode 的数据，它是一个 VNodeData 类型，可以在flow/vnode.js中找到它的定义；children 表示当前 VNode 的子节点，它是任意类型的，它接下来需要被规范为标准的 VNode 数组；normalizationType 表示子节点规范的类型，类型不同规范的方法也就不一样，它主要是参考 render 函数是编译生成的还是用户手写的。

这里就看一下children的规范和VNode创建。

children的规范

Virtual DOM实际是一个树形结构，每一个VNode会存在多个子节点，每个子节点应当也是VNode类型。所有需要规范chldren下VNode类型。

上面的代码可以看到，normalizationType不同，调用的方法也就不一样。

# src/core/vdom/helpers/normalzie-children.js

export function simpleNormalizeChildren (children: any) {
  for (let i = 0; i < children.length; i++) {
    if (Array.isArray(children[i])) {
      return Array.prototype.concat.apply([], children)
    }
  }
  return children
}


export function normalizeChildren (children: any): ?Array<VNode> {
  return isPrimitive(children)
    ? [createTextVNode(children)]
    : Array.isArray(children)
      ? normalizeArrayChildren(children)
      : undefined
}

function normalizeArrayChildren (children: any, nestedIndex?: string): Array<VNode> {
  const res = []
  let i, c, lastIndex, last
  for (i = 0; i < children.length; i++) {
    c = children[i]
    if (isUndef(c) || typeof c === 'boolean') continue
    lastIndex = res.length - 1
    last = res[lastIndex]
    //  nested
    if (Array.isArray(c)) {
      if (c.length > 0) {
        c = normalizeArrayChildren(c, `${nestedIndex || ''}_${i}`)
        // merge adjacent text nodes
        if (isTextNode(c[0]) && isTextNode(last)) {
          res[lastIndex] = createTextVNode(last.text + (c[0]: any).text)
          c.shift()
        }
        res.push.apply(res, c)
      }
    } else if (isPrimitive(c)) {
      if (isTextNode(last)) {
        // merge adjacent text nodes
        // this is necessary for SSR hydration because text nodes are
        // essentially merged when rendered to HTML strings
        res[lastIndex] = createTextVNode(last.text + c)
      } else if (c !== '') {
        // convert primitive to vnode
        res.push(createTextVNode(c))
      }
    } else {
      if (isTextNode(c) && isTextNode(last)) {
        // merge adjacent text nodes
        res[lastIndex] = createTextVNode(last.text + c.text)
      } else {
        // default key for nested array children (likely generated by v-for)
        if (isTrue(children._isVList) &&
          isDef(c.tag) &&
          isUndef(c.key) &&
          isDef(nestedIndex)) {
          c.key = `__vlist${nestedIndex}_${i}__`
        }
        res.push(c)
      }
    }
  }
  return res
}

simpleNormalizeChildren方法调用场景是render 函数是编译生成的。所以会通过Array.prototype.concat 方法把整个children数组打平，让它的深度只有一层。

normalizeChildren方法的调用场景有2种，一个场景是 render 函数是用户手写的，当children 只有一个节点的时候，Vue.js从接口层面(理解成Typescript的接口，实际上就是类型必须一致)允许用户把 children写成基础类型用来创建单个简单的文本节点，这种情况会调用createTextVNode创建一个文本节点的 VNode；另一个场景是当编译slot、v-for 的时候会产生嵌套数组的情况，会调用 normalizeArrayChildren 方法。

normalizeArrayChildren接收2个参数，children 表示要规范的子节点，nestedIndex 表示嵌套的索引，因为单个 child 可能是一个数组类型。 normalizeArrayChildren 主要的逻辑就是遍历 children，获得单个节点c，然后对c 的类型判断，如果是一个数组类型，则递归调用 normalizeArrayChildren; 如果是基础类型，则通过 createTextVNode方法转换成VNode类型；否则就已经是 VNode类型了，如果children 是一个列表并且列表还存在嵌套的情况，则根据 nestedIndex去更新它的 key。这里需要注意一点，在遍历的过程中，对这 3 种情况都做了如下处理：如果存在两个连续的文本 节点，会把它们合并成一个文本节点。

这两个方法最终的目的都是将children变成一个一维的VNode Array。

VNode创建

经过对children的规范化，后续就可以合理的创建VNode了。

let vnode, ns
if (typeof tag === 'string') {
  let Ctor
  ns = (context.$vnode && context.$vnode.ns) || config.getTagNamespace(tag)
  if (config.isReservedTag(tag)) {
    // platform built-in elements
    vnode = new VNode(
      config.parsePlatformTagName(tag), data, children,
      undefined, undefined, context
    )
  } else if (isDef(Ctor = resolveAsset(context.$options, 'components', tag))) {
    // component
    vnode = createComponent(Ctor, data, context, children, tag)
  } else {
    // unknown or unlisted namespaced elements
    // check at runtime because it may get assigned a namespace when its
    // parent normalizes children
    vnode = new VNode(
      tag, data, children,
      undefined, undefined, context
    )
  }
} else {
  // direct component options / constructor
  vnode = createComponent(tag, data, context, children)
}

这里先对tag做判断，如果是string 类型，则接着判断如果是内置的一些节点，则直接创建一个普通 VNode，如果是为已注册的组件名，则通过 createComponent创建一个组件类型的 VNode，否则创建一个未知的标签的VNode。 如果是tag一个 Component 类型，则直接调用createComponent 创建一个组件类型的VNode节点。

update

createElement创建了VNode，每个VNode都有children，每个children实际上也是一个个的VNode，这样就形成了树。

所以，从_render-->createElement-->规范VNode的children-->创建VNode这个过程已经大致了解了，然后就要通过vm._update来讲VNode渲染成一个真实的DOM了。

_update作为一个私有方法，定义在src/core/instance/lifecycle.js中，它在两种情况下会调用：

• 首次渲染
• 数据更新的时候

它的作用也就是将VNode渲染成为真实的DOM。由于之前都是分析的new Vue，所以只针对于首次渲染进行分析。

Vue.prototype._update = function (vnode: VNode, hydrating?: boolean) {

  // 部分变量为数据更新使用
  const vm: Component = this
  const prevEl = vm.$el
  const prevVnode = vm._vnode
  const prevActiveInstance = activeInstance
  activeInstance = vm
  vm._vnode = vnode
  // Vue.prototype.__patch__ is injected in entry points
  // based on the rendering backend used.
  if (!prevVnode) {
    // initial render <--- 看这里即可
    vm.$el = vm.__patch__(vm.$el, vnode, hydrating, false /* removeOnly */)
  } else {
    // updates
    vm.$el = vm.__patch__(prevVnode, vnode)
  }
  activeInstance = prevActiveInstance
  // update __vue__ reference
  if (prevEl) {
    prevEl.__vue__ = null
  }
  if (vm.$el) {
    vm.$el.__vue__ = vm
  }
  // if parent is an HOC, update its $el as well
  if (vm.$vnode && vm.$parent && vm.$vnode === vm.$parent._vnode) {
    vm.$parent.$el = vm.$el
  }
  // updated hook is called by the scheduler to ensure that children are
  // updated in a parent's updated hook.
}

首次渲染的时候实际上执行到我上面注释的位置，现在就可以看看__patch__。由于平台存在不同，所以__patch__方法实际上在web端就可以看src/platforms/web/runtime/index.js。

# src/platforms/web/runtime/index.js

// install platform patch function
Vue.prototype.__patch__ = inBrowser ? patch : noop

再找到patch方法。patch方法调用了createPatchFunction的返回值。这里传入了一个对象，该对象包含了nodeOps和modules参数。nodeOps封装了一系列DOM操作的方法，而modules是一些模块的一系列回调。

# src/platforms/web/runtime/patch.js
/* @flow */

import * as nodeOps from 'web/runtime/node-ops'
import { createPatchFunction } from 'core/vdom/patch'
import baseModules from 'core/vdom/modules/index'
import platformModules from 'web/runtime/modules/index'

// the directive module should be applied last, after all
// built-in modules have been applied.
const modules = platformModules.concat(baseModules)

export const patch: Function = createPatchFunction({ nodeOps, modules })

看一下createPatchFunction的实现。

# src/core/vdom/patch.js

const hooks = ['create', 'activate', 'update', 'remove', 'destroy']

export function createPatchFunction (backend) {
  let i, j
  const cbs = {}
  
  // patch过程中对应的钩子进行初始化 

  const { modules, nodeOps } = backend

  for (i = 0; i < hooks.length; ++i) {
    cbs[hooks[i]] = []
    for (j = 0; j < modules.length; ++j) {
      if (isDef(modules[j][hooks[i]])) {
        cbs[hooks[i]].push(modules[j][hooks[i]])
      }
    }
  }

  // ...

  return function patch (oldVnode, vnode, hydrating, removeOnly) {
    if (isUndef(vnode)) {
      if (isDef(oldVnode)) invokeDestroyHook(oldVnode)
      return
    }

    let isInitialPatch = false
    const insertedVnodeQueue = []

    if (isUndef(oldVnode)) {
      // empty mount (likely as component), create new root element
      isInitialPatch = true
      createElm(vnode, insertedVnodeQueue)
    } else {
      const isRealElement = isDef(oldVnode.nodeType)
      if (!isRealElement && sameVnode(oldVnode, vnode)) {
        // patch existing root node
        patchVnode(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, removeOnly)
      } else {
        if (isRealElement) {
          // mounting to a real element
          // check if this is server-rendered content and if we can perform
          // a successful hydration.
          if (oldVnode.nodeType === 1 && oldVnode.hasAttribute(SSR_ATTR)) {
            oldVnode.removeAttribute(SSR_ATTR)
            hydrating = true
          }
          if (isTrue(hydrating)) {
            if (hydrate(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue)) {
              invokeInsertHook(vnode, insertedVnodeQueue, true)
              return oldVnode
            } else if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
              warn(
                'The client-side rendered virtual DOM tree is not matching ' +
                'server-rendered content. This is likely caused by incorrect ' +
                'HTML markup, for example nesting block-level elements inside ' +
                '<p>, or missing <tbody>. Bailing hydration and performing ' +
                'full client-side render.'
              )
            }
          }
          // either not server-rendered, or hydration failed.
          // create an empty node and replace it
          oldVnode = emptyNodeAt(oldVnode)
        }

        // replacing existing element
        const oldElm = oldVnode.elm
        const parentElm = nodeOps.parentNode(oldElm)

        // create new node
        createElm(
          vnode,
          insertedVnodeQueue,
          // extremely rare edge case: do not insert if old element is in a
          // leaving transition. Only happens when combining transition +
          // keep-alive + HOCs. (#4590)
          oldElm._leaveCb ? null : parentElm,
          nodeOps.nextSibling(oldElm)
        )

        // update parent placeholder node element, recursively
        if (isDef(vnode.parent)) {
          let ancestor = vnode.parent
          const patchable = isPatchable(vnode)
          while (ancestor) {
            for (let i = 0; i < cbs.destroy.length; ++i) {
              cbs.destroy[i](ancestor)
            }
            ancestor.elm = vnode.elm
            if (patchable) {
              for (let i = 0; i < cbs.create.length; ++i) {
                cbs.create[i](emptyNode, ancestor)
              }
              // #6513
              // invoke insert hooks that may have been merged by create hooks.
              // e.g. for directives that uses the "inserted" hook.
              const insert = ancestor.data.hook.insert
              if (insert.merged) {
                // start at index 1 to avoid re-invoking component mounted hook
                for (let i = 1; i < insert.fns.length; i++) {
                  insert.fns[i]()
                }
              }
            } else {
              registerRef(ancestor)
            }
            ancestor = ancestor.parent
          }
        }

        // destroy old node
        if (isDef(parentElm)) {
          removeVnodes(parentElm, [oldVnode], 0, 0)
        } else if (isDef(oldVnode.tag)) {
          invokeDestroyHook(oldVnode)
        }
      }
    }

    invokeInsertHook(vnode, insertedVnodeQueue, isInitialPatch)
    return vnode.elm
  }
}

createPatchFunction内部定义了一系列的辅助方法，最终返回一个patch方法，这个方法就赋值给vm.patch。

为什么要饶了一个圈子把相关代码分散在不同目录然后返回一个patch方法？是因为patch方法是和平台相关的，在Web和Weex环境下，Virtual DOM映射到不同“平台DOM”的方法是不同的，并且DOM的属性、创建也不相同，所以会有各自平台各有的nodeOps和modules。

不同平台的patch的主要逻辑是相同的，所以将这个公共的部分放在core这个目录下。差异化的内容只需要通过参数来区别。这里也用到了函数柯里化的技巧。通过createPatchFunction把差异化的参数提前固化，这样就不需要每一次调用patch的时候都传递nodeOps和modules了。

回到patch方法。它接受4个参数，oldVnode表示旧的VNode 节点，它也可以不存在或者是一个DOM 对象；vnode 表示执行_render后返回的 VNode的节点；hydrating 表示是否是服务端渲染；removeOnly是给 transition-group 用的。

看下这个例子：

const app = new Vue({
  el: '#app',
  render: function (createElement) {
    return createElement('div', {
      attrs: {
        id: 'app'
      },
    }, this.message)
  },
  data: {
    message: 'Hello Vue!'
  }
})

然后再vm._update的方法里是这么调用patch方法：

// initial render
vm.$el = vm.__patch__(vm.$el, vnode, hydrating, false /* removeOnly */)

结合例子，当前首次渲染，所以在执行patch 函数的时候，传入的vm.$el对应的是例子中id为app的DOM 对象，这个也就是我们在 index.html 模板中写的 \<div id="app">，vm.$el 的赋值是在之前mountComponent 函数做的，vnode对应的是调用render 函数的返回值，hydrating 在非服务端渲染情况下为 false，removeOnly为false。

确定了这些入参后，我们回到 patch 函数的执行过程，看几个关键步骤。

# src/core/vdom/patch.js

...


// 判断oldVnode是否是真实的DOM
const isRealElement = isDef(oldVnode.nodeType)
if (!isRealElement && sameVnode(oldVnode, vnode)) {
  // patch existing root node
  patchVnode(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, removeOnly)
} else {
  if (isRealElement) {
    // mounting to a real element
    // check if this is server-rendered content and if we can perform
    // a successful hydration.
    if (oldVnode.nodeType === 1 && oldVnode.hasAttribute(SSR_ATTR)) {
      oldVnode.removeAttribute(SSR_ATTR)
      hydrating = true
    }
    if (isTrue(hydrating)) {
      if (hydrate(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue)) {
        invokeInsertHook(vnode, insertedVnodeQueue, true)
        return oldVnode
      } else if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
        warn(
          'The client-side rendered virtual DOM tree is not matching ' +
          'server-rendered content. This is likely caused by incorrect ' +
          'HTML markup, for example nesting block-level elements inside ' +
          '<p>, or missing <tbody>. Bailing hydration and performing ' +
          'full client-side render.'
        )
      }
    }      
    // either not server-rendered, or hydration failed.
    // create an empty node and replace it
    oldVnode = emptyNodeAt(oldVnode) // <--- 直接看这里吧 将真实的DOM转换为VNode
  }

  // replacing existing element
  const oldElm = oldVnode.elm // 这是是ID为app的div
  const parentElm = nodeOps.parentNode(oldElm) // 这里是body

  // create new node
  createElm(
    vnode,
    insertedVnodeQueue,
    // extremely rare edge case: do not insert if old element is in a
    // leaving transition. Only happens when combining transition +
    // keep-alive + HOCs. (#4590)
    oldElm._leaveCb ? null : parentElm,
    nodeOps.nextSibling(oldElm)
  )
}

一些关键的内容看一下上面代码的注释。

由于我们传入的 oldVnode 实际上是一个 DOM container，所以isRealElement为 true，接下来又通过 emptyNodeAt方法把oldVnode转换成VNode 对象，然后再调用createElm 方法，这个方法在这里非常重要，它的作用就是将VNode挂载到真实的DOM上，来看一下它的实现：

function createElm (
  vnode,
  insertedVnodeQueue,
  parentElm,
  refElm,
  nested,
  ownerArray,
  index
) {
  if (isDef(vnode.elm) && isDef(ownerArray)) {
    // This vnode was used in a previous render!
    // now it's used as a new node, overwriting its elm would cause
    // potential patch errors down the road when it's used as an insertion
    // reference node. Instead, we clone the node on-demand before creating
    // associated DOM element for it.
    vnode = ownerArray[index] = cloneVNode(vnode)
  }

  vnode.isRootInsert = !nested // for transition enter check
  if (createComponent(vnode, insertedVnodeQueue, parentElm, refElm)) {
    return
  }

  const data = vnode.data
  const children = vnode.children
  const tag = vnode.tag
  if (isDef(tag)) {
    if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
      if (data && data.pre) {
        creatingElmInVPre++
      }
      
      // 这是是做检测，当模板里面引入了一个组件，如果组件没有注册或者声明就会报这个错误
      if (isUnknownElement(vnode, creatingElmInVPre)) {
        warn(
          'Unknown custom element: <' + tag + '> - did you ' +
          'register the component correctly? For recursive components, ' +
          'make sure to provide the "name" option.',
          vnode.context
        )
      }
    }

    // -->看这里
    // 创建DOM，调用原生API
    vnode.elm = vnode.ns
      ? nodeOps.createElementNS(vnode.ns, tag)
      : nodeOps.createElement(tag, vnode)
    setScope(vnode)

    /* istanbul ignore if */
    if (__WEEX__) {
      // ...
    } else {
      // --> 再看这里
      // 递归调用创建子节点，然后再插入指定的父节点
      createChildren(vnode, children, insertedVnodeQueue)
      if (isDef(data)) {
        invokeCreateHooks(vnode, insertedVnodeQueue)
      }
      insert(parentElm, vnode.elm, refElm)
    }

    if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && data && data.pre) {
      creatingElmInVPre--
    }
  } else if (isTrue(vnode.isComment)) {
    vnode.elm = nodeOps.createComment(vnode.text)
    insert(parentElm, vnode.elm, refElm)
  } else {
    vnode.elm = nodeOps.createTextNode(vnode.text)
    insert(parentElm, vnode.elm, refElm)
  }
}

createElm 的作用是通过虚拟节点创建真实的 DOM 并插入到它的父节点中。 createComponent 方法目的是尝试创建子组件，在当前这个例子中 它的返回值为 false；接下来判断Vnode是否包含 tag，如果包含，先简单对tag 的合法性在非生产环境下做校验，看是否是一个合法标签；然后再去调用平台 DOM 的操作去创建一个占位符元素。

vnode.elm = vnode.ns
  ? nodeOps.createElementNS(vnode.ns, tag)
  : nodeOps.createElement(tag, vnode)

接下来调用 createChildren 方法去创建子元素：

createChildren(vnode, children, insertedVnodeQueue)

function createChildren (vnode, children, insertedVnodeQueue) {
  if (Array.isArray(children)) {
    if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
      checkDuplicateKeys(children)
    }
    for (let i = 0; i < children.length; ++i) {
      createElm(children[i], insertedVnodeQueue, vnode.elm, null, true, children, i)
    }
  } else if (isPrimitive(vnode.text)) {
    nodeOps.appendChild(vnode.elm, nodeOps.createTextNode(String(vnode.text)))
  }
}

createChildren 的逻辑很简单，实际上是遍历子虚拟节点，递归调用 createElm，这是一种常用的深度优先的遍历算法，这里要注意的一点是在遍历过程中会把vnode.elm 作为父容器的 DOM 节点占位符传入。

接着再调用invokeCreateHooks 方法执行所有的 create 的钩子并把vnode push到insertedVnodeQueue中。

 if (isDef(data)) {
  invokeCreateHooks(vnode, insertedVnodeQueue)
}

function invokeCreateHooks (vnode, insertedVnodeQueue) {
  for (let i = 0; i < cbs.create.length; ++i) {
    cbs.create[i](emptyNode, vnode)
  }
  i = vnode.data.hook // Reuse variable
  if (isDef(i)) {
    if (isDef(i.create)) i.create(emptyNode, vnode)
    if (isDef(i.insert)) insertedVnodeQueue.push(vnode)
  }
}

最后调用 insert 方法把 DOM 插入到父节点中，因为是递归调用，子元素会优先调用 insert，所以整个 vnode 树节点的插入顺序是先子后父。来看一下 insert 方法，它的定义在 src/core/vdom/patch.js 上。

insert(parentElm, vnode.elm, refElm)

function insert (parent, elm, ref) {
  if (isDef(parent)) {
    if (isDef(ref)) {
      if (ref.parentNode === parent) {
        nodeOps.insertBefore(parent, elm, ref)
      }
    } else {
      nodeOps.appendChild(parent, elm)
    }
  }
}

insert 逻辑很简单，调用一些nodeOps 把子节点插入到父节点中，这些辅助方法定义在 src/platforms/web/runtime/node-ops.js中：

export function insertBefore (parentNode: Node, newNode: Node, referenceNode: Node) {
  parentNode.insertBefore(newNode, referenceNode)
}

export function appendChild (node: Node, child: Node) {
  node.appendChild(child)
}

其实就是调用原生DOM的API进行DOM操作。

在createElm过程中，如果vnode节点不包含 tag，则它有可能是一个注释或者纯文本节点，可以直接插入到父元素中。在我们这个例子中，最内层就是一个文本 vnode，它的text值取的就是之前的this.message的值 Hello Vue!。

再回到 patch 方法，首次渲染我们调用了createElm 方法，这里传入的 parentElm是oldVnode.elm 的父元素，在我们的例子是id为#app div 的父元素，也就是 Body；实际上整个过程就是递归创建了一个完整的DOM 树并插入到Body上。

最后，我们根据之前递归 createElm 生成的 vnode 插入顺序队列，执行相关的 insert 钩子函数。

可以尝试在node_modules找到vue.esm.js进行debugger单步执行，会感触很深。

同时也可以参考下方的流程图。