你真的了解vue模版编译么?

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前述

本文的初衷是想让更多的同学知道并了解vue模版编译,所以文中主要以阶段流程为主,不会涉及过多的底层代码逻辑,请耐心观看。

思考

html是标签语言,只有JS才能实现判断、循环,而模版有指令、插值、JS表达式,能够实现判断、循环等,故模板不是html,因此模板一定是转换为某种JS代码,这种编译又是如何进行的?

解析

模版编译是将template编译成render函数的过程,这个过程大致可以分成三个阶段:

模版编译 vue2.0.png

阶段

parse 解析器

解析器主要就是将 模板字符串 转换成 element ASTs

模板字符串

<div>
   <p>{{message}}</p>
</div>

element ASTs[1]

AST是指抽象语法树 和 Vnode 类似,都是使用JavaScript对象来描述节点的树状表现形式

{
  tag: "div"
  // 节点的类型(1标签,2包含字面量表达式的文本节点,3普通文本节点或注释节点)
  type: 1,
  // 静态根节点
  staticRoot: false,
  // 静态节点
  static: false,
  plain: true,
  // 父节点元素描述对象的引用
  parent: undefined,
  // 只有当节点类型为1,才会有attrsList属性,它是一个对象数组,存储着原始的html属性名和值
  attrsList: [],
  // 同上,区别是attrsMap是以键值对的方式保存html属性名和值的
  attrsMap: {},
  // 存储着该节点所有子节点的元素描述对象
  children: [
      {
      tag: "p"
      type: 1,
      staticRoot: false,
      static: false,
      plain: true,
      parent: {tag: "div", ...},
      attrsList: [],
      attrsMap: {},
      children: [{
          type: 2,
          text: "{{message}}",
          static: false,
          // 当节点类型为2时,对象会包含的表达式
          expression: "_s(message)"
      }]
    }
  ]
}

截取的规则

主要是通过判断模板中html.indexof('<')的值,来确定要截取标签还是文本.

模版编译 vue2.0.png

截取的过程

字符串部分
`<div><p>{{message}}<p></div>`
截取过程部分

第一次截取

  1. 判断模板中html.indexof('<')的值, 为零 (注释、条件注释、doctype、开始标签、结束标签中的一种)
  2. 被起始标签的正则匹配成功,获取当前的标签名为div,然后截掉匹配成功的'<div'部分,得到新的字符串>{{message}}</div>
  3. 截取掉开始标签后,会使用匹配属性的正则去匹配,如果匹配成功,则得到该标签的属性列表,如果匹配不成功,则该标签的属性列表为空数组
  4. 截掉属性后,会使用匹配开始标签结束的正则去匹配,得到它是否是自闭合标签的信息,然后截掉匹配到的字符串得到新的字符串{{message}}</div>
  5. 匹配到开始标签,判断当前节点是否存在根节点,不存在则会创建一个元素类型的树节点,存在,则将其设置为currentParent的子节点,然后将当前节点压入stack栈中
/**
   总结为,匹配标签,提取属性,建立层级
*/
// 经过上面的匹配,剩下的字符串部分为:
`<p>{{message}}<p></div>`

第二次截取

/**
    同上
*/
// 经过上面的匹配,剩下的字符串部分为:
`{{message}}</p></div>`

第三次截取

  1. 判断模板中html.indexof('<')的值, 大于等于零 (文本、表达式中的一种)
  2. 查询最近的一个'<',并匹配其是否符合(起始标签、结束标签、注释、条件注释中的一种),匹配成功则结束遍历,不成功继续遍历

例如:

a < b => 文本部分 a < b,命中结束标签

a<b => 文本部分 a,命中开始标签<b

/**
   总结为,判断类型,截取文本
*/
// 经过上面的匹配,剩下的字符串部分为:
`</p></div>`

第四次截取

  1. 判断模板中html.indexof('<')的值, 为零 (注释、条件注释、doctype、开始标签、结束标签中的一种)
  2. 被结束标签的正则匹配成功,然后截掉匹配成功的`部分,得到新的字符串
`
  • 匹配到结束标签,会从栈中弹出一个节点'p',并将栈中的最后一个节点'div'设置为currentParent
  • /**
        总结为,匹配标签,确定层级
    */
    // 经过上面的匹配,剩下的字符串部分为:
    `</div>`

    第五次截取

    /**
        同上
    */
    结束
    解析器总结

    optimize 优化器

    优化器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,为了每次重新渲染,不需要为静态子树创建新节点,可以跳过虚拟DOM中patch过程(即不需要参与第二次的页面渲染了,大大提升了渲染效率)。

    静态节点

    遍历AST语法树,找出所有的静态节点并打上标记

    function isStatic (node) {
        // expression
        if (node.type === 2) {
          return false
        }
        // text
        if (node.type === 3) {
          return true
        }
        /**
            1. 不能使用动态绑定语法,即标签上不能有v-、@、:开头的属性;
            2. 不能使用v-if、v-else、v-for指令;
            3. 不能是内置组件,即标签名不能是slot和component;
            4. 标签名必须是平台保留标签,即不能是组件;
            5. 当前节点的父节点不能是带有 v-for 的 template 标签;
            6. 节点的所有属性的 key 都必须是静态节点才有的 key,注:静态节点的key是有限的,它只能是type,tag,attrsList,attrsMap,plain,parent,children,attrs之一;
        */
        return !!(node.pre || (
          !node.hasBindings &&
          !node.if && !node.for &&
          !isBuiltInTag(node.tag) &&
          isPlatformReservedTag(node.tag) &&
          !isDirectChildOfTemplateFor(node) &&
          Object.keys(node).every(isStaticKey)
        ))
    }

    静态根节点

    遍历经过上面步骤后的树,找出静态根节点,并打上标记

    优化器总结

    generate 代码生成器

    代码生成器的作用是通过AST语法树生成代码字符串,代码字符串被包装进渲染函数,执行渲染函数后,可以得到一份vnode

    JS的with语法

    使用 with,能改变{}内自由变量的查找方式,将{}内自由变量,当做 obj 的属性来查找,如果找不到匹配的obj属性,就会报错
    const obj = {a: 100, b: 200}
    with(obj) {
         console.log(a)
         console.log(b)
         // console.log(c) // 会报错
    }

    代码字符串

    解析parse生成的element ASTs,拼接成字符串

    with(this){return _c('div',_c('p',[_v(message)])])}
    

    得到render函数

    /** 代码字符串通过new Function('代码字符串')就可以得到当前组件的render函数 */
    
    const stringCode = `with(this){return _c('div',_c('p',[_v(message)])])}`
    
    const render = new Function(stringCode)

    欲观看不同指令、插值、JS表达式,可使用vue-template转换

    const compiler = require('vue-template-compiler')
    // 插值
    const template = `<p>{{message}}</p>`
    const result = compiler.compile(template)
    console.log(result.render)
    // with(this){return _c('p',[_v(_s(message))])}

    vue 源代码找到缩写函数的含义

    模板编译的源码可以在vue-template-compiler[2]包中查看

    function installRenderHelpers(target) {
        target._c = createElement
        // 标记v-once
        target._o = markOnce
        // 转换成Number类型
        target._n = toNumber
        // 转换成字符串
        target._s = toString
        // 渲染v-for
        target._l = renderList
        // 渲染普通插槽和作用域插槽
        target._t = renderSlot
        // 通过staticRenderFns渲染静态节点
        target._m = renderStatic
        // 获取过滤器
        target._f = resolveFilter
        // 检查键盘事件keycode
        target._k = checkKeyCodes
        target._b = bindObjectProps
        // 创建文本vnode
        target._v = createTextVNode
        // 创建空vnode
        target._e = createEmptyVNode
        target._u = resolveScopedSlots
        target._g = bindObjectListeners
        // 处理修饰符
        target._p = prependModifier
    }

    综述

    vue脚手架中会使用vue-loader在开发环境做模板编译(预编译)

    解析过程是一小段一小段的去截取字符串,然后维护一个stack用来保存DOM深度,当所有字符串都截取完之后也就解析出了一个完整的AST

    优化过程是用递归的方式将所有节点打标记,表示是否是一个静态节点,然后再次递归一遍把静态根节点也标记出来

    代码生成阶段是通过递归生成函数执行代码的字符串,递归的过程根据不同的节点类型调用不同的生成方法

    参考资料

    [1]element ASTs: http://caibaojian.com/vue-design/appendix/ast.html

    [2]vue-template-compiler: https://github.com/vuejs/vue/blob/v2.6.10/packages/vue-template-compiler/build.js

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