vue.js原理初探

Posted 2021-05-01 前端高级程序

vue.js是一个非常优秀的前端开发框架，不是我说的，大家都知道。本人也使用过vue.js开发过移动端SPA应用，还是学习阶段，经验尚浅，能力有限。不过我也懂得只会使用轮子不知所以然是远远不够的，凭自己浅薄的见识，斗胆写一篇略微深入的一点文章。

首先我现在的能力，独立阅读源码还是有很大压力的，所幸vue写的很规范，通过方法名基本可以略知一二，里面的原理不懂的地方多方面查找资料，本文中不规范不正确的地方欢迎指正，学生非常愿意接受各位前辈提出宝贵的建议和指导。

写这篇文章时GitHub上vue最新版是v2.5.13，采用了flow作为类型管理工具，关于flow相关内容选择性忽略了，不考虑类型系统，只考虑实现原理，写下这篇文章。

本文大概涉及到vue几个核心的地方：vue实例化，虚拟DOM，模板编译过程，数据绑定。

下图为最新版本vue的生命周期

vue实例化

首先从创建vue实例开始，vue的构造函数在src/core/instance/index.js文件中，不过在src/core/index.js中对其进行了一系列处理，其中关于服务器环境渲染等相关内容在此不做讨论。这里有initGlobalAPI方法在src/core/global-api/index.js中，此方法初始化了一些vue提供的的全局方法，set，delete，nextTick等等，并初始化了和处理mixins,extends等相关功能的方法。现在回过来从全局来看src/core/instance/index.js，在其中还包括几个方法，它们初始化了vue原型上面提供的一些方法，而vue的构造函数中调用的就是原型上面的_init方法。

研究vue的实例化就要研究_init方法，此方法定义在src/core/instance/init.js下的initMixin中，里面是对vue实例即vm的处理。其中包括开发环境下的代理配置等一些列处理,并处理了传递给构造函数的参数等，重点在一系列方法

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')

其实从名字就能看出这些方法都是做什么的：初始化生命周期，初始化事件，初始化渲染，触发执行beforeCreate生命周期方法，初始化data/props数据监听，触发执行created生命周期方法。

此时，对应到生命周期示例图，created方法执行结束，接下来判断是否传入挂载的el节点，如果传入的话此时就会通过$mount函数把组件挂载到DOM上面，整个vue构造函数就执行完成了。以上是vue对象创建的基本流程，其中有几个重要的关键点也是vue的核心所在，下面来重点探讨一下。

模板编译

上面提到了挂载的$mount函数，此函数的实现与运行环境有关，在此只看web中的实现。该方法在src/platforms/web/runtime/index.js中定义，挂载在vue的原型上。实现只有简单的两行，判断运行环境为浏览器，调用工具方法查找到el对应的DOM节点，再调用位于src/core/instance/lifecycle.js下的mountComponent方法来实现挂载，这里就涉及到了挂载之前的处理问题。对于拥有render(JSX)函数的情况，组件可以直接挂载，如果使用的是template，需要从中提取AST渲染方法（注意如果使用构建工具，最终会为我们编译成render(JSX)形式，所以无需担心性能问题），AST即抽象语法树，它是对真实DOM结构的映射，可执行，可编译，能够把每个节点部分都编译成vnode，组成一个有对应层次结构的vnode对象。有了渲染方法，下一步就是更新DOM，注意并不是直接更新，而是通过vnode，于是涉及到了一个非常重要的概念。

虚拟DOM

虚拟DOM技术是一个很流行的东西，现代前端开发框架vue和react都是基于虚拟DOM来实现的。虚拟DOM技术是为了解决一个很重要的问题：浏览器进行DOM操作会带来较大的开销。

操作DOM是不可避免的，常规的操作也不会有任何问题，但是经验不足的开发者往往很容易写出大量的多余或重复的DOM操作，成为前端性能优化中重要的问题。想提升效率，我们就要尽可能减少DOM操作，只修改需要修改的地方。要知道js本身运行速度是很快的，而js对象又可以很准确地描述出类似DOM的树形结构，基于这一前提，人们研究出一种方式，通过使用js描述出一个假的DOM结构，每次数据变化时候，在假的DOM上分析数据变化前后结构差别，找出这个最小差别并且在真实DOM上只更新这个最小的变化内容，这样就极大程度上降低了对DOM的操作带来的性能开销。

上面的假的DOM结构就是虚拟DOM，比对的算法成为diff算法，这是实现虚拟DOM技术的关键，在vue初始化时，首先用JS对象描述出DOM树的结构，用这个描述树去构建真实DOM，并实际展现到页面中，一旦有数据状态变更，需要重新构建一个新的JS的DOM树，对比两棵树差别，找出最小更新内容，并将最小差异内容更新到真实DOM上。

有了虚拟DOM，下面一个问题就是，什么时候会触发更新，接下来要介绍的，就是vue中最具特色的功能–数据响应系统及实现。

数据绑定

记得vue.js的作者尤雨溪老师在知乎上一个回答中提到过自己创作vue的过程，最初就是尝试实现一个类似angular1的东西，发现里面对于数据处理非常不优雅，于是创造性的尝试利用ES5中的Object.defineProperty来实现数据绑定，于是就有了最初的vue。vue中响应式的数据处理方式是一项很有价值的东西。

关于响应式的实现原理，vue官网上面其实有具体介绍，下面是一张官方图片：

vue会遍历此data中对象所有的属性，并使用Object.defineProperty把这些属性全部转为getter/setter，而每个组件实例都有watcher对象，它会在组件渲染的过程中把属性记录为依赖，之后当依赖项的 setter被调用时，会通知watcher重新计算，从而致使它关联的组件得以更新。这就是响应实现的基本原理，Object.defineProperty无法shim，所以vue不支持IE8及以下不支持ES5的浏览器。

一个简单的demo：

<input type="text" id="inputName"><br><span id="showName"></span>

// 传统方式处理数据// document.getElementById('inputName').addEventListener('keyup', function (e) {//   document.getElementById('showName').innerText = e.target.value;// });// 利用Object.defineProperty自动响应数据var obj = {};Object.defineProperty(obj, 'name', {  get: function () {  },  set: function (val) {    document.getElementById('showName').innerText = val;  }});document.getElementById('inputName').addEventListener('keyup', function (e) {  obj.name = e.target.value;});

这个例子并不是什么复杂的实现，但是却体现了vue最核心的东西，我们可以发现，Object.defineProperty下的get和set是可以自动相应的，基于此vue实现了一套基于数据驱动视图的自动响应系统，使得开发模型得到了极大的简化。