Vue源码研究之渲染模型

本文最后更新于:1 年前

Vue 本质上是使用 HTML 的字符串作为模板的, 将字符串的 模板 转换为 AST(抽象语法树), 再转换为 VNode(虚拟dom)
主要流程如下:

  1. 将模板字符串转换为 AST
  2. 将 AST 转换为 VNode
  3. 将 VNode 转换为 DOM

本节流程如下图所示
Vue渲染模型
开始以前,需要将我们之前的代码拿过来直接使用
VNode 虚拟DOM类,用他来作为我们的虚拟DOM

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class VNode{
/***
* 构造函数
* @param tag 标签名
* @param children 子节点
* @param text 文本
* @param type 类型
* @param data 数据
*/
constructor(tag, data, children, text, type) {
this.tag = tag && tag.toLowerCase();
this.data = data;
this.children = [];
this.text = text;
this.type = type;
}
/***
* 将子节点添加到虚拟DOM中
* @param vnode
*/
appendChild(vnode) {
this.children.push(vnode);
}
}

然后是上次虚拟DOM的根据docment节点生成虚拟DOM的createVNode

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/***
* 使用递归遍历DOM元素,生成虚拟DOM,
* Vue使用的栈结构,后面学习到的时候写
* */
function createVNode(node) {
let nodeType = node.nodeType;
let _vnode = null;
if(nodeType === 1){
// node.attributes是个伪数组,因此需要将其转为数组
let _attrObj = {};
for(let i = 0; i < node.attributes.length; i++){
_attrObj[node.attributes[i].name] = node.attributes[i].value;
}
_vnode = new VNode(node.tagName, _attrObj, [], undefined, nodeType);
for(let i = 0; i < node.childNodes.length; i++){
_vnode.appendChild(createVNode(node.childNodes[i]));
}
}else if(nodeType === 3){
_vnode = new VNode(null, null, null, node.textContent, nodeType);
}
return _vnode;
}

在LikeVue的构造方法中调用mount方法

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function LikeVue(options) {
// 内部数据用_开头,只读数据用$开头
this._data = options.data;
this.$el = document.querySelector(options.el);
this._template = options.el;
this._parent = this.$el.parentNode;
this.mount();
}
LikeVue.prototype.mount = function(){
// 需要提供一个render方法,用来生成虚拟DOM,内部会进行解析
this.render = this.createRenderFn();
this.mountComponent();
}

mount方法调用一个createRenderFn函数来创建一个渲染函数,这里用到了函数柯里化,主要的目的就是为了保存ast抽象语法树,这也是函数柯里化的作用。
然后调用的是 mountComponent 方法,这个方法负责调用 update 方法,将渲染好的虚拟DOM替换到真实DOM中。

创建渲染函数

我这里的createRenderFn是这么写的

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/***
* 在真正的Vue中用到的是类似与数据库事务的模式——二次提交
* 1. 在页面中的DOM和虚拟DOM建立一一对应关系
* 2. 先由AST和数据生成VNode
* 3. 将旧的VNode和新的VNode进行diff,更新(update)
*
* */
LikeVue.prototype.createRenderFn = function(){
// 创建render方法,目的是缓存 抽象语法树AST (这里使用虚拟DOM来模拟)
// 创建render方法
// Vue : AST + data => VNode
// 这里我们用带有占位符的VNode + data => 带有数据的VNode
let _ast = createVNode(this.$el);
return function(){
return this.combine(_ast, this._data);
}
}

createRenderFn主要的作用是保存 AST ,也就是缓存 AST ,在这里还调用 combine 方法将模板与数据结合,生成虚拟DOM,返回了。
也就是说,如果调用的是 this.render() ,那么返回的就是已经渲染好的虚拟DOM。
注意:在 Vue 中,采用的方法是 AST + data => VNode ,这里的 AST 就是抽象语法树,而 data 就是数据。我们这里还只是模拟,因此就做了个简化,就成了 带有占位符的VNode + data => 带有数据的VNode 同样可以起到类似的效果,这里并不打算考虑性能优化。
注意:在Vue中正是这里调用的diff算法
注意:在Vue中用到的是数据库中的事务模式,即二次提交,在内存中运行没问题以后在提交,这样可以保证可靠性,也不会读脏数据,就像数据库原理中的银行取钱例子是一样的,

将模板与数据结合(combine方法)

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// 将模板与数据结合,生成虚拟的DOM
LikeVue.prototype.combine = function (tmpNode, data) {
let rPattern = /\{\{(.*?)\}\}/g;
let _type = tmpNode.type;
let _tag = tmpNode.tag;
let _data = tmpNode.data;
let _text = tmpNode.text;
let _children = tmpNode.children;
let _vnode = null;
if(_type === 1){
// 元素节点
_vnode = new VNode(_tag, _data, [], _text, _type);
_children.forEach(element => _vnode.appendChild(this.combine(element, data)));

}else if(_type === 3){
// 文本节点
_text = _text.replace(rPattern, (match, key) => {
return this.getPropByPath(data, key.trim());
});
_vnode = new VNode(_tag, _data, _children, _text, _type);
}
return _vnode;
}

combine方法其实就是createVNode改的,这里用来返回一个填充完毕数据的虚拟DOM,这里我将这个方法挂载到了LikeVue的原型上,这样就可以在实例中调用了。getPropByPath 方法就是用来获取数据的,在前面的小节中就已经提到过了。

mountComponent方法

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LikeVue.prototype.mountComponent = function(){
// 执行mountCompoent方法
let mount = () => {
console.log('this.render()', this.render())
this.update(this.render());
}
// 本来应该交给watcher去触发,但是这里没有watcher,所以直接调用
mount.call(this);
}

因为本节没有考虑使用设计模式,因此这里做了个简化。

update方法

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LikeVue.prototype.update = function(newAST){
// diff算法就在这里使用,将虚拟DOM渲染到页面中
// 简化,直接生成HTML DOM 替换到页面中去
this._parent.replaceChild(parseVNode(newAST), this.$el);
}

从mountComponent方法中传过来的参数是个虚拟DOM,因此必须将虚拟DOM转成真实的DOM才可以利用replaceChild替换到真实的DOM中去。
到此位置,就是将虚拟DOM渲染到页面中去了。

测试

这里给出测试的代码,以验证代码是否真的能起到预期的效果。

js代码

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let app = new LikeVue({
el: '#root',
data: {
name: '张三',
age: 18
}
});

HTML代码

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<div id="root">
<div>
<span>{{name}}</span>
<span>{{age}}</span>
</div>
</div>

测试结果

测试成功结果图
可以看到确实将渲染的数据渲染到了页面中去了。
在过程中我输出了一下AST以及渲染后的虚拟DOM
AST抽象语法树
可以看到,抽象语法树其实是没有被渲染之前的template,这就是被缓存的抽象语法树。
渲染完成的虚拟DOM
从这张图就可以看到 this.render() 返回的填充了的虚拟DOM是的的确确填充了数据的。

完整代码

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<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
<title>LikeVue</title>
</head>
<body>
<div id="root">
<div>
<span>{{name}}</span>
<span>{{age}}</span>
</div>
</div>

<script>
class VNode{
/***
* 构造函数
* @param tag 标签名
* @param children 子节点
* @param text 文本
* @param type 类型
* @param data 数据
*/
constructor(tag, data, children, text, type) {
this.tag = tag && tag.toLowerCase();
this.data = data;
this.children = [];
this.text = text;
this.type = type;
}
/***
* 将子节点添加到虚拟DOM中
* @param vnode
*/
appendChild(vnode) {
this.children.push(vnode);
}
}
/***
* 使用递归遍历DOM元素,生成虚拟DOM,
* Vue使用的栈结构,后面学习到的时候写
* */
function createVNode(node) {
let nodeType = node.nodeType;
let _vnode = null;
if(nodeType === 1){
// node.attributes是个伪数组,因此需要将其转为数组
let _attrObj = {};
for(let i = 0; i < node.attributes.length; i++){
_attrObj[node.attributes[i].name] = node.attributes[i].value;
}
_vnode = new VNode(node.tagName, _attrObj, [], undefined, nodeType);
for(let i = 0; i < node.childNodes.length; i++){
_vnode.appendChild(createVNode(node.childNodes[i]));
}
}else if(nodeType === 3){
_vnode = new VNode(null, null, null, node.textContent, nodeType);
}
return _vnode;
}
function parseVNode(vnode) {
let nodeType = vnode.type;
let _node = null;
if(nodeType === 1){
_node = document.createElement(vnode.tag);
for(let key in vnode.data){
_node.setAttribute(key, vnode.data[key]);
}
for(let i = 0; i < vnode.children.length; i++){
_node.appendChild(parseVNode(vnode.children[i]));
}
}else if(nodeType === 3){
_node = document.createTextNode(vnode.text);
}
return _node;
}
function LikeVue(options) {
// 内部数据用_开头,只读数据用$开头
this._data = options.data;
this.$el = document.querySelector(options.el);
this._template = options.el;
this._parent = this.$el.parentNode;
this.mount();
}
LikeVue.prototype.getPropByPath = function (obj, path){
return path.split('.').reduce((acc, cur) => acc[cur], obj);
}
// 将模板与数据结合,生成虚拟的DOM
LikeVue.prototype.combine = function (tmpNode, data) {
let rPattern = /\{\{(.*?)\}\}/g;
let _type = tmpNode.type;
let _tag = tmpNode.tag;
let _data = tmpNode.data;
let _text = tmpNode.text;
let _children = tmpNode.children;

let _vnode = null;
if(_type === 1){
// 元素节点
_vnode = new VNode(_tag, _data, [], _text, _type);
_children.forEach(element => _vnode.appendChild(this.combine(element, data)));

}else if(_type === 3){
// 文本节点
_text = _text.replace(rPattern, (match, key) => {
return this.getPropByPath(data, key.trim());
});
_vnode = new VNode(_tag, _data, _children, _text, _type);
}
return _vnode;
}
LikeVue.prototype.mount = function(){
// 需要提供一个render方法,用来生成虚拟DOM,内部会进行解析
this.render = this.createRenderFn();
this.mountComponent();
}
LikeVue.prototype.mountComponent = function(){
// 执行mountCompoent方法
let mount = () => {
console.log('this.render()', this.render())
this.update(this.render());
}
mount.call(this);
}
LikeVue.prototype.createRenderFn = function(){
let _ast = createVNode(this.$el);
console.log('ast', _ast)
return function(){
return this.combine(_ast, this._data);
}
}
LikeVue.prototype.update = function(newAST){
this._parent.replaceChild(parseVNode(newAST), this.$el);
}
let app = new LikeVue({
el: '#root',
data: {
name: '张三',
age: 18
}
});
</script>
</body>
</html>