Vue3渲染器与编译器深入浅析

时间:2023-02-03 FE杂志社人气:0

渲染器

相关概念

渲染器是Vue框架性能的核心，Vue3的渲染器不仅包含传统的Diff算法，还独创了快捷的路径更新方式，可以充分利用渲染器提供的信息，大大提升更新和渲染的性能；

Vue中的h函数返回的就是一个对象，其作用是让编写的虚拟DOM变得更加轻松，换句话说h函数就是一个辅助创建虚拟DOM的工具函数而已；
虚拟DOM就是用来描述真实DOM的普通JS对象，渲染器会将该对象渲染成真实DOM元素,当然虚拟DOM也可以描述组件信息，而组件又可以理解成为一组DOM元素的封装
组件的渲染函数：一个组件要渲染的内容是通过渲染函数来描述的，也就是Vue中的render函数，Vue会根据组件的render函数的返回值拿到虚拟DOM，然后将组件的内容渲染出来；
渲染器在渲染组件时，需要先通过执行组件的渲染函数拿到返回值即组件要渲染的内容，可以称为为subTree，最后再递归调用渲染器将subTree渲染出来即可

组件可以通过函数或JS对象来实现

通过函数实现时：该函数返回一个描述DOM节点的虚拟DOM即可，此时渲染器的Tag属性值就是该组件函数了，对应渲染器中也需要进行判断Tag为函数时进行特殊处理即可(即通过执行该函数拿到对应描述普通节点的虚拟DOM然后执行渲染器renderer即可)
通过JS对象实现时：其renderer返回值就是一个描述节点的虚拟DOM，因此可以直接执renderer函数即可得到虚拟DOM

// MyComponent 是一个对象
const MyComponent = {
  render() {
    return {
      tag: "div",
      props: {
        onClick: () => alert("hello"),
      },
      children: "click me",
    };
  },
};
function mountComponent(vnode, container) {
  // 调用组件函数，获取组件要渲染的内容（虚拟 DOM）
  const subtree = vnode.tag();
  // 递归地调用 renderer 渲染 subtree
  renderer(subtree, container);
}

// MyComponent 是一个函数
function renderer(vnode, container) {
  if (typeof vnode.tag === "string") {
    // 说明 vnode 描述的是标签元素
    // mountElement内部实现与下文的「实现renderer渲染器逻辑一致」
    mountElement(vnode, container);
  } else if (typeof vnode.tag === "function") {
    // 说明 vnode 描述的是组件
    mountComponent(vnode, container);
  }
}
function mountComponent(vnode, container) {
  // 调用组件函数，获取组件要渲染的内容（虚拟 DOM）
  const subtree = vnode.tag();
  // 递归地调用 renderer 渲染 subtree
  renderer(subtree, container);
}

render与renderer

renderer代表渲染器，其作用是将虚拟DOM渲染为特定平台上的真实DOM，如在浏览器平台上，渲染器会将虚拟DOM渲染为真实DOM
render表示渲染，是执行的动作
渲染器不仅用来渲染，还可以用来执行其他操作，如激活已有DOM、SSR等；是更宽泛的概念，renderer包含render；
渲染器除了普通的创建节点功能外，还需要实现精确的定点更新对应变化的虚拟DOM到界面上，其内部原理简单，归根结底就是通过熟悉的DOM操作API来完成渲染工作

实现renderer渲染器

function renderer(vnode, container) {
  // 使用 vnode.tag 作为标签名称创建对应的 DOM 元素
  const el = document.createElement(vnode.tag);
  // 遍历 vnode.props，将属性、事件添加到 DOM 元素
  for (const key in vnode.props) {
    if (/^on/.test(key)) {
      // 如果 key 以 on 开头，说明它是事件
      el.addEventListener(
        key.substr(2).toLowerCase(), // 事件名称 onClick ---> click
        vnode.props[key] // 事件处理函数
      );
    }
  }
  // 处理 children
  if (typeof vnode.children === "string") {
    // 如果 children 是字符串，说明它是元素的文本子节点
    el.appendChild(document.createTextNode(vnode.children));
  } else if (Array.isArray(vnode.children)) {
    // 递归地调用 renderer 函数渲染子节点，使用当前元素 el 作为挂载点
    vnode.children.forEach((child) => renderer(child, el));
  }
  // 将元素添加到挂载点下
  container.appendChild(el);
}

创建元素：对应虚拟DOM中的Tag属性
为创建的元素添加属性和事件：对应虚拟DOM中的Props属性
添加子元素：对应虚拟DOM中的children属性
- 这里的children可以是数组或字符串，数组时需要以刚才新建的DOM节点为父节点进行回调渲染器renderer进行递归渲染，当是普通字符串时表明子节点是一个普通文本，直接调用createTextNode API进行创建后添加到新创建的元素内部即可

具体代码实现逻辑

角色解析

控制着Vue生命周期里试图的挂载、更新和渲染

具体作用

创建VNode(h函数)
挂载(mount)/渲染(render)/更新(patch)
渲染的核心diff算法

Vue3特殊内置组件解析

<template>
   // Portal 把里面的内容挂载到 #app
  <Portal target="#app">
    <div class="overlay"></div>
  </Portal>
</template>

Fragment
- 只将该VNode的子节点渲染到页面上
- 相当于Vue2中的template标签
Portal
- 允许将其中的内容渲染到任何地方

渲染器阶段分析

mount挂载阶段

mount就是将VNode挂载到真实DOM上

patch阶段

patch就是使用新的VNode和旧的VNode进行对比，用最少的资源实现DOM更新，也叫「打补丁」

简单实现

渲染器接受两个参数，要被渲染的VNode和挂载点(承载内容的container)

function createRenderer() {
  function render(vnode, container) {
    if (vnode) {
      // 存在旧节点  需要进行patch补丁更新
      patch(container._vnode, vnode, container);
    } else {
      if (container._vnode) {
        // 旧 vnode 存在，且新 vnode 不存在，此时渲染的是上一步中的节点值，说明是卸载（unmount）操作
        container.innerHTML = "";
      }
    }
    // 把 vnode 存储到 container._vnode 下，即后续渲染中的旧 vnode
    container._vnode = vnode;
  }
  return {
    render,
  };
}

编译器

编译器在模板编译时可以识别哪些是静态属性，哪些是动态属性，从而在编译生成代码时可以将这些信息附加到编译后代码中，这样可以避免渲染器花费力气去寻找变更点

总结

通过将渲染器和编译器相配合，从而达到进一步提升性能的目的

虚拟DOM和模板都可以描述UI，虚拟DOM比模板更加灵活，模板比虚拟DOM更加直观

组件的实现需要依赖于渲染器，模板的编译需要依赖于编译器，而且编译后的代码是根据渲染器和虚拟DOM的设计决定的，因此Vue中各个模块之间是相互关联、相互制约的；

模板工作原理：无论是模板还是直接手写渲染函数，对于一个组件来说，其渲染内容最终都是通过渲染函数产生的，然后渲染器再将渲染函数返回的虚拟DOM渲染为真实DOM

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