Vue 2.0源碼學習

jason_2004 8年前發布 | 30K 次閱讀 Vue.js Vue.js開發

Vue2.0介紹

從去年9月份了解到Vue后，就被他簡潔的API所吸引。1.0版本正式發布后，就在業務中開始使用，將原先jQuery的功能逐步的進行遷移。

今年的10月1日，Vue的2.0版本正式發布了，其中核心代碼都進行了重寫，于是就專門花時間，對Vue 2.0的源碼進行了學習。本篇文章就是2.0源碼學習的總結。

先對Vue 2.0的新特性做一個簡單的介紹：

大小 & 性能。Vue 2.0的線上包gzip后只有12Kb，而1.0需要22Kb，react需要44Kb。而且，Vue 2.0的性能在react等幾個框架中，性能是最快的。
VDOM。實現了Virtual DOM, 并且將靜態子樹進行了提取，減少界面重繪時的對比。與1.0對比性能有明顯提升。
template & JSX。眾所周知，Vue 1.0使用的是template來實現模板，而React使用了JSX實現模板。關于template和JSX的爭論也很多，很多人不使用React就是因為沒有支持template寫法。Vue 2.0對template和JSX寫法都做了支持。使用時，可以根據具體業務細節進行選擇，可以很好的發揮兩者的優勢。就這一點，Vue已經超過React了。
Server Render。2.0還對了Server Render做了支持。這一點并沒有在業務中使用，不做評價。

Vue的最新源碼可以去 https://github.com/vuejs/vue 獲得。本文講的是 2.0.3版本，2.0.3可以去 https://github.com/vuejs/vue/... 這里獲得。

下面開始進入正題。首先從生命周期開始。

生命周期

上圖就是官方給出的Vue 2.0的生命周期圖，其中包含了Vue對象生命周期過程中的幾個核心步驟。了解了這幾個過程，可以很好的幫助我們理解Vue的創建與銷毀過程。

從圖中我們可以看出，生命周期主要分為4個過程：

create。 new Vue 時，會先進行create，創建出Vue對象。
mount。根據el, template, render方法等屬性，會生成DOM，并添加到對應位置。
update。當數據發生變化后，會重新渲染DOM，并進行替換。
destory。銷毀時運行。

那么這4個過程在源碼中是怎么實現的呢？我們從 new Vue 開始。

new Vue

為了更好的理解new的過程，我整理了一個序列圖：

new Vue的過程主要涉及到三個對象：vm、compiler、watcher。其中，vm表示Vue的具體對象；compiler負責將template解析為AST render方法；watcher用于觀察數據變化，以實現數據變化后進行re-render。

下面來分析下具體的過程和代碼：

首先，運行 new Vue() 的時候，會進入代碼 src/core/instance/index.js 的Vue構造方法中，并執行 this._init() 方法。在 _init 中，會對各個功能進行初始化，并執行 beforeCreate 和 created 兩個生命周期方法。核心代碼如下:

initLifecycle(vm)
initEvents(vm)
callHook(vm, 'beforeCreate')
initState(vm)
callHook(vm, 'created')
initRender(vm)

這個過程有一點需要注意：

beforeCreate和created之間只有initState，和官方給出的生命周期圖并不完全一樣。這里的initState是用于初始化data,props等的監聽的。

在 _init 的最后，會運行 initRender 方法。在該方法中，會運行 vm.$mount 方法，代碼如下：

if (vm.$options.el) {
  vm.$mount(vm.$options.el)
}

這里的 vm.$mount 可以在業務代碼中調用，這樣，new 過程和 mount過程就可以根據業務情況進行分離。

這里的 $mount 在 src/entries/web-runtime-with-compiler.js 中，主要邏輯是根據el, template, render三個屬性來獲得AST render方法。代碼如下：

if (!options.render) {   // 如果有render方法，直接運行mount
  let template = options.template
  if (template) {  // 如果有template， 獲取template參數對于的HTML作為模板
    if (typeof template === 'string') {
      if (template.charAt(0) === '#') {
        template = idToTemplate(template)
      }
    } 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) {  // 如果沒有template, 且存在el，則獲取el的outerHTML作為模板
    template = getOuterHTML(el)
  }
  if (template) { // 如果獲取到了模板，則將模板轉化為render方法
    const { render, staticRenderFns } = compileToFunctions(template, {
      warn,
      shouldDecodeNewlines,
      delimiters: options.delimiters
    }, this)
    options.render = render
    options.staticRenderFns = staticRenderFns
  }
}
return mount.call(this, el, hydrating)

這個過程有三點需要注意：

compile時，將最大靜態子樹提取出來作為單獨的AST渲染方法，以提升后面vNode對比時的性能。所以，當存在多個連續的靜態標簽時，可以在外邊添加一個靜態父節點，這樣，staticRenderFns數目可以減少，從而提升性能。

Vue 2.0中的模板有三種引用寫法：el, template, render(JSX)。其中的優先級是render > template > el。

el, template兩種寫法，最后都會通過compiler轉化為render(JSX)來運行，也就是說，直接寫成render(JSX)是性能最優的。當然，如果使用了構建工具，最終生成的包就是使用的render(JSX)。這樣子，在源碼上就可以不用過多考慮這一塊的性能了，直接用可維護性最好的方式就行。

將模板轉化為render，用到了 compileToFunctions方法，該方法最后會通過 src/compiler/index.js 文件中的 compile 方法，將模板轉化為AST語法結構的render方法，并對靜態子樹進行分離。

完成render方法的生成后，會進入 _mount （src/core/instance.lifecycle.js）中進行DOM更新。該方法的核心邏輯如下：

vm._watcher = new Watcher(vm, () => {
  vm._update(vm._render(), hydrating)
}, noop)

首先會new一個watcher對象，在watcher對象創建后，會運行傳入的方法 vm._update(vm._render(), hydrating) （watcher的邏輯在下面的watcher小節中細講）。其中的 vm._render() 主要作用就是運行前面compiler生成的render方法，并返回一個vNode對象。這里的vNode就是一個虛擬的DOM節點。

拿到vNode后，傳入 vm._update() 方法，進行DOM更新。

VDOM

上面已經講完了 new Vue 過程中的主要步驟，其中涉及到template如何轉化為DOM的過程，這里單獨拿出來講下。先上序列圖：

從圖中可以看出，從template到DOM，有三個過程：

template -> AST render（compiler解析template）
AST render -> vNode(render方法運行)
vNode -> DOM(vdom.patch)

首先是template在compiler中解析為AST render方法的過程。上一節中有說到， initRender 后，會調用到 src/entries/web-runtime-with-compiler.js 中的 Vue.prototype.$mount 方法。在 $mount 中，會獲取template，然后調用 src/platforms/web/compiler/index.js 的 compileToFunctions 方法。在該方法中，會運行 compile 將template解析為多個render方法，也就是AST render。這里的 compile 在文件 src/compiler/index.js 中，代碼如下:

const ast = parse(template.trim(), options)   // 解析template為AST
optimize(ast, options)  // 提取static tree
const code = generate(ast, options)  // 生成render 方法
return {
  ast,
  render: code.render,
  staticRenderFns: code.staticRenderFns
}

可以看出， compile 方法就是將template以AST的方式進行解析，并轉化為render方法進行返回。

再看第二個過程：AST render -> vNode。這個過程很簡單，就是將AST render方法進行運行，獲得返回的vNode對象。

最后一步，vNode -> DOM。該過程中，存在vNode的對比以及DOM的添加修改操作。

在上一節中，有講到 vm._update() 方法中對DOM進行更新。 _update 的主要代碼如下：

// src/core/instance/lifecycle.js
if (!prevVnode) {
  // Vue.prototype.__patch__ is injected in entry points
  // based on the rendering backend used.
  vm.$el = vm.__patch__(vm.$el, vnode, hydrating)  // 首次添加
} else {
  vm.$el = vm.__patch__(prevVnode, vnode)  // 數據變化后觸發的DOM更新
}

可以看出，無論是首次添加還是后期的update，都是通過 __patch__ 來更新的。這里的 __patch__ 核心步驟是在 src/core/vdom/patch.js 中的 patch 方法進行實現，源碼如下：

function patch (oldVnode, vnode, hydrating, removeOnly) {
    if (!oldVnode) {
      ...
    } else {
      ...
      if (!isRealElement && sameVnode(oldVnode, vnode)) {
        patchVnode(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, removeOnly)  // diff并更新DOM。
      } else {
        elm = oldVnode.elm
        parent = nodeOps.parentNode(elm)
        ...
        if (parent !== null) {
          nodeOps.insertBefore(parent, vnode.elm, nodeOps.nextSibling(elm))  // 添加element到DOM。
          removeVnodes(parent, [oldVnode], 0, 0)
        }
        ...
      }
    }
    ...
  }

首次添加很簡單，就是通過insertBefore將轉化好的element添加到DOM中。如果是update，則會調動 patchVnode() 。最后來看下 patchVnode 的代碼：

function patchVnode (oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, removeOnly) {
  ...
  const elm = vnode.elm = oldVnode.elm
  const oldCh = oldVnode.children
  const ch = vnode.children
  ...
  if (isUndef(vnode.text)) {
    if (isDef(oldCh) && isDef(ch)) {  // 當都存在時，更新Children
      if (oldCh !== ch) updateChildren(elm, oldCh, ch, insertedVnodeQueue, removeOnly)
    } else if (isDef(ch)) {  // 只存在新節點時，即添加節點
      if (isDef(oldVnode.text)) nodeOps.setTextContent(elm, '')
      addVnodes(elm, null, ch, 0, ch.length - 1, insertedVnodeQueue)
    } else if (isDef(oldCh)) {  // 只存在老節點時，即刪除節點
      removeVnodes(elm, oldCh, 0, oldCh.length - 1)
    } else if (isDef(oldVnode.text)) {  // 刪除了textContent
      nodeOps.setTextContent(elm, '')
    }
  } else if (oldVnode.text !== vnode.text) { // 修改了textContent
    nodeOps.setTextContent(elm, vnode.text)
  }
}

其中有調用了 updateChildren 來更新子節點，代碼如下：

function updateChildren (parentElm, oldCh, newCh, insertedVnodeQueue, removeOnly) {
  ...
  while (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) {
    if (isUndef(oldStartVnode)) {
      oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx] // Vnode has been moved left
    } else if (isUndef(oldEndVnode)) {
      oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
    } else if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) {
      patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue)
      oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
      newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
    } else if (sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) {
      patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue)
      oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
      newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
    } else if (sameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) { // Vnode moved right
      patchVnode(oldStartVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue)
      canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldStartVnode.elm, nodeOps.nextSibling(oldEndVnode.elm))
      oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
      newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
    } else if (sameVnode(oldEndVnode, newStartVnode)) { // Vnode moved left
      patchVnode(oldEndVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue)
      canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldEndVnode.elm, oldStartVnode.elm)
      oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
      newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
    } else {
      ...
    }
  }
  ...
}

可以看到 updateChildren 中，又通過 patchVnode 來更新當前節點。梳理一下， patch 通過 patchVnode 來更新根節點，然后通過 updateChildren 來更新子節點，具體子節點，又通過 patchVnode 來更新，通過一個類似于遞歸的方式逐個節點的完成對比和更新。

Vue 2.0中對如何去實現VDOM的思路是否清晰，通過4層結構，很好的實現了可維護性，也為實現server render, weex等功能提供了可能。拿server render舉例，只需要將最后的 vNode -> DOM 改成 vNode -> String 或者 vNode -> Stream ，就可以實現server render。剩下的compiler和Vue的核心邏輯都不需要改。

Watcher

我們都知道MVVM框架的特征就是當數據發生變化后，會自動更新對應的DOM節點。使用MVVM之后，業務代碼中就可以完全不寫DOM操作代碼，不僅可以將業務代碼聚焦在業務邏輯上，還可以提高業務代碼的可維護性和可測試性。那么Vue 2.0中是怎么實現對數據變化的監聽的呢？照例，先看序列圖：

可以看出，整個Watcher的過程可以分為三個過程。

對state設置setter/getter
對vm設置好Watcher，添加好state 觸發 setter時的執行方法
state變化觸發執行

前面有說過，在生命周期函數 beforeCreate 和 created 直接，會運行方法 initState() 。在 initState 中，會對Props, Data, Computed等屬性添加Setter/Getter。拿Data舉例，設置setter/getter的代碼如下：

function initData (vm: Component) {
  let data = vm.$options.data
  ...
  // proxy data on instance
  const keys = Object.keys(data)
  let i = keys.length
  while (i--) {
    ...
    proxy(vm, keys[i])   // 設置vm._data為代理
  }
  // observe data
  observe(data)
}

通過調用 observe 方法，會對data添加好觀察者，核心代碼為:

Object.defineProperty(obj, key, {
  enumerable: true,
  configurable: true,
  get: function reactiveGetter () {
    const value = getter ? getter.call(obj) : val
    if (Dep.target) {
      dep.depend()  // 處理好依賴watcher
      ...
    }
    return value
  },
  set: function reactiveSetter (newVal) {
    ...
    childOb = observe(newVal)  // 對新數據重新observe
    dep.notify()  // 通知到dep進行數據更新
  }
})

這個時候，對data的監聽已經完成。可以看到，當data發生變化的時候，會運行 dep.notify() 。在 notify 方法中，會去運行watcher的 update 方法，內容如下:

update () {
  if (this.lazy) {
    this.dirty = true
  } else if (this.sync) {
    this.run()
  } else {
    queueWatcher(this)
  }
}
run () {
  if (this.active) {
    const value = this.get()
  }
  ...
}

update 方法中，queueWatcher方法的目的是通過 nextTicker 來執行 run 方法，屬于支線邏輯，就不分析了，這里直接看 run 的實現。 run 方法其實很簡單，就是調用 get 方法，而 get 方法會通過執行 this.getter() 來更新DOM。

那么 this.getter 是什么呢？本文最開始分析 new Vue 過程時，有講到運行 _mount 方法時，會運行如下代碼:

vm._watcher = new Watcher(vm, () => {
  vm._update(vm._render(), hydrating)
}, noop)

那么 this.getter 就是這里Watcher方法的第二個參數。來看下 new Watcher 的代碼:

export default class Watcher {
  constructor (
    vm: Component,
    expOrFn: string | Function,
    cb: Function,
    options?: Object = {}
  ) {
    ...
    if (typeof expOrFn === 'function') {
      this.getter = expOrFn
    } else {
      this.getter = parsePath(expOrFn)
    }
    ...
    this.value = this.lazy
      ? undefined
      : this.get()
  }
}

可以看出，在 new Vue 過程中，Watcher會在構造完成后主動調用 this.get() 來觸發 this.getter() 方法的運行，以達到更新DOM節點。

總結一下這個過程：首先 _init 時，會對Data設置好setter方法，setter方法中會調用 dep.notify() ，以便數據變化時通知DOM進行更新。然后 new Watcher 時，會將更新DOM的方法進行設置，也就是 Watcher.getter 方法。最后，當Data發生變化的時候， dep.notify() 運行，運行到 watcher.getter() 時，就會去運行render和update邏輯，最終達到DOM更新的目的。

總結與收獲

剛開始覺得看源碼，是因為希望能了解下Vue 2.0的實現，看看能不能得到一些從文檔中無法知道的細節，用于提升運行效率。把主要流程理清楚后，的確了解到一些，這里做個整理：

el屬性傳入的如果不是element，最后會通過 document.querySelector 來獲取的，這個接口性能較差，所以，el傳入一個element性能會更好。
$mount 方法中對 html ， body 標簽做了過濾，這兩個不能用來作為渲染的根節點。
每一個組件都會從 _init 開始重新運行，所以，當存在一個長列表時，將子節點作為一個組件，性能會較差。
*.vue 文件會在構建時轉化為 render 方法，而 render 方法的性能比指定 template 更好。所以，源碼使用 *.vue 的方式，性能更好。
如果需要自定義 delimiters ，每一個組件都需要單獨指定。
如果是 *.vue 文件，指定 delimiters 是失效的，因為 vue-loader 對 *.vue 文件進行解析時，并沒有將 delimiters 傳遞到 compiler.compile() 中。（這一點不確定是bug還是故意這樣設計的）。

來自：https://segmentfault.com/a/1190000007484936

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