vue2.x源码分析总结

Posted 2021-04-23 前端进阶之旅

文件结构

源码目录

调试环境搭建

• 安装依赖: npm i
• 安装rollup: npm i -g rollup
• 修改dev脚本，添加sourcemap，package.json

 "dev": "rollup -w -c scripts/config.js --sourcemap --environment TARGET:web- full-dev",

• 运行开发命令: npm run dev
• 引入前面创建的vue.js， samples/commits/index.html

<script src="../../dist/vue.js"></script>

术语解释:

• runtime:仅包含运行时，不包含编译器
• common:cjs规范，用于webpack1
• esm:ES模块，用于webpack2+
• umd: universal module definition，兼容cjs和amd，用于浏览器

入口

dev脚本中 -c scripts/config.js 指明配置文件所在

参数 TARGET:web-full-dev 指明输出文件配置项

// Runtime+compiler development build (Browser)
{
  'web-full-dev': {
    entry: resolve('web/entry-runtime-with-compiler.js'),
    // 入口 dest: resolve('dist/vue.js'),// 目标文件
    format: 'umd',
    // 输出规范
    env: 'development',
    alias: {
      he: './entity-decoder'
    },
    banner,
  },
}

初始化流程

1. 入口 platforms/web/entry-runtime-with-compiler.js

扩展默认$mount方法:处理template或el选项

2. platforms/web/runtime/index.js

• 安装web平台特有指令和组件
• 定义__patch__:补丁函数，执行patching算法进行更新
• 定义$mount:挂载vue实例到指定宿主元素(获得dom并替换宿主元素)

4. core/index.js

初始化全局api 具体如下:

 
Vue.set = set
Vue.delete = del
Vue.nextTick = nextTick

initUse(Vue) // 实现Vue.use函数
initMixin(Vue) // 实现Vue.mixin函数
initExtend(Vue) // 实现Vue.extend函数
initAssetRegisters(Vue) // 注册实现Vue.component/directive/filter

5. core/instance/index.js

Vue构造函数定义

定义Vue实例API

 
function Vue (options) { // 构造函数仅执行了_init this._init(options)
}
initMixin(Vue) // 实现init函数
stateMixin(Vue) // 状态相关api $data,$props,$set,$delete,$watch 
eventsMixin(Vue)// 事件相关api $on,$once,$off,$emit 
lifecycleMixin(Vue) // 生命周期api _update,$forceUpdate,$destroy 
renderMixin(Vue)// 渲染api _render,$nextTick

6. core/instance/init.js

创建组件实例，初始化其数据、属性、事件等

initLifecycle(vm) // $parent,$root,$children,$refs 
initEvents(vm) // 处理父组件传递的事件和回调
initRender(vm) // $slots,$scopedSlots,_c,$createElement 
callHook(vm, 'beforeCreate') initInjections(vm) // 获取注入数据
initState(vm) // 初始化props，methods，data，computed，watch 
initProvide(vm) // 提供数据注入
callHook(vm, 'created')

7. $mount

mountComponent

执行挂载，获取vdom并转换为dom

new Watcher()

创建组件渲染watcher

updateComponent()

执行初始化或更新

update()

初始化或更新，将传入vdom转换为dom，初始化时执行的是dom创建操作

render() src\core\instance\render.js

渲染组件，获取vdom

整体流程

new Vue() => _init() => $mount() => mountComponent() => updateComponent()/new Watcher() => render() => _update()

数据响应式

Vue一大特点是数据响应式，数据的变化会作用于UI而不用进行DOM操作。原理上来讲，是利用了JS语 言特性Object.defineProperty()，通过定义对象属性setter方法拦截对象属性变更，从而将数值的变化 转换为UI的变化

具体实现是在Vue初始化时，会调用initState，它会初始化data，props等，这里着重关注data初始 化，

整体流程

1. initState (vm: Component) src\core\instance\state.js

初始化数据，包括props、methods、data、computed和watch

2. initData核心代码是将 data数据响应化

function initData (vm: Component) {
  // 执行数据响应化
  observe(data, true /* asRootData */)
}

3. core/observer/index.js

observe方法返回一个Observer实例

4. core/observer/index.js

• Observer对象根据数据类型执行对应的响应化操作
• defineReactive定义对象属性的getter/setter，getter负责添加依赖，setter负责通知更新

5. core/observer/dep.js

Dep负责管理一组Watcher，包括watcher实例的增删及通知更新

6. Watcher

• Watcher解析一个表达式并收集依赖，当数值变化时触发回调函数，常用于$watch API和指令中。
• 每个组件也会有对应的Watcher，数值变化会触发其update函数导致重新渲染

 
export default class Watcher {
  constructor () {}
    get () {}
    addDep (dep: Dep) {}
    update () {}
}

相关API: $watcher

测试代码examples\test\02-1-reactive.html

数组响应化

数组数据变化的侦测跟对象不同，我们操作数组通常使用push、pop、splice等方法，此时没有办法得 知数据变化。所以vue中采取的策略是拦截这些方法并通知dep。

1. src\core\observer\array.js

为数组原型中的7个可以改变内容的方法定义拦截器

2. Observer中覆盖数组原型

 
if (Array.isArray(value)) {
  // 替换数组原型
  protoAugment(value, arrayMethods) // value.__proto__ = arrayMethods 
  this.observeArray(value)
}

测试代码examples\test\02-2-reactive-arr.html

相关API: Vue.set()/delete()

 
data: {
  arr: []
}

 
arr.length = 0 
arr[index] = xxx

Vue.set() 
Vue.del()

异步更新队列

Vue高效的秘诀是一套批量、异步的更新策略

概念解释

• 事件循环Event Loop:浏览器为了协调事件处理、脚本执行、网络请求和渲染等任务而制定的工 作机制。
• 宏任务Task:代表一个个离散的、独立的工作单元。浏览器完成一个宏任务，在下一个宏任务执行 开始前，会对⻚面进行重新渲染。主要包括创建文档对象、解析HTML、执行主线JS代码以及各种 事件如⻚面加载、输入、网络事件和定时器等。
• 微任务:微任务是更小的任务，是在当前宏任务执行结束后立即执行的任务。如果存在微任务，浏 览器会清空微任务之后再重新渲染。微任务的例子有 Promise 回调函数、DOM变化等。

vue中的具体实现

• 异步:只要侦听到数据变化，Vue 将开启一个队列，并缓冲在同一事件循环中发生的所有数据变 更。

• 批量:如果同一个 watcher 被多次触发，只会被推入到队列中一次。去重对于避免不必要的计算 和 DOM 操作是非常重要的。然后，在下一个的事件循环“tick”中，Vue 刷新队列执行实际工作

• 异步策略:Vue 在内部对异步队列尝试使用原生的 Promise.then 、 MutationObserver

  或 setImmediate ，如果执行环境都不支持，则会采用 setTimeout 代替。

1. update() core\observer\watcher.js

dep.notify()之后watcher执行更新，执行入队操作

2. queueWatcher(watcher) core\observer\scheduler.js

执行watcher入队操作

3. nextTick(flushSchedulerQueue) core\util\next-tick.js

nextTick按照特定异步策略执行队列操作

watcher中update执行三次，但run仅执行一次，且数值变化对dom的影响也不是立竿⻅影的。

请大家研究一下相关API: vm.$nextTick(cb)

虚拟DOM

概念

虚拟DOM(Virtual DOM)是对DOM的JS抽象表示，它们是JS对象，能够描述DOM结构和关系。应用 的各种状态变化会作用于虚拟DOM，最终映射到DOM上。

体验虚拟DOM

vue中虚拟dom基于snabbdom实现，安装snabbdom并体验

< !DOCTYPE html > <html lang = "en" > <head > </head>
<body>
<div id="app"></div > <!--安装并引入snabbdom--><script src = "../../node_modules/snabbdom/dist/snabbdom.js" > </script>
<script>
      / / 之前编写的响应式函数
      function defineReactive(obj, key, val) {
        Object.defineProperty(obj, key, {
          get() {
            return val
          },
          set(newVal) {
            val = newVal // 通知更新 update()
          }
        })
      }
      // 导入patch的工厂init，h是产生vnode的工厂 const { init, h } = snabbdom
      // 获取patch函数
      const patch = init([])
      // 上次vnode，由patch()返回 let vnode;
      // 更新函数，将数据操作转换为dom操作，返回新vnode function update() {
      if (!vnode) {
        // 初始化，没有上次vnode，传入宿主元素和vnode vnode = patch(app, render())
      } else {
        // 更新，传入新旧vnode对比并做更新 vnode = patch(vnode, render())
      }
      }
      // 渲染函数，返回vnode描述dom结构 function render() {
      return h('div', obj.foo)
      }
      // 赋一个日期作为初始值
      obj.foo = new Date().toLocaleTimeString()
      // 定时改变数据，更新函数会重新执行 setInterval(() => {
      obj.foo = new Date().toLocaleTimeString()
      },
      1000); 
< /script>
</body > 
</html>

优点

• 虚拟DOM轻量、快速:当它们发生变化时通过新旧虚拟DOM比对可以得到最小DOM操作量，配 合异步更新策略减少刷新频率，从而提升性能

patch(vnode, h('div', obj.foo))

• 跨平台:将虚拟dom更新转换为不同运行时特殊操作实现跨平台

 
<script src="../../node_modules/snabbdom/dist/snabbdom-style.js"></script> <script>
// 增加style模块
const patch = init([snabbdom_style.default])
function render() {
// 添加节点样式描述
return h('div', { style: { color: 'red' } }, obj.foo)
}
</script>

• 兼容性:还可以加入兼容性代码增强操作的兼容性

必要性

vue 1.0中有细粒度的数据变化侦测，它是不需要虚拟DOM的，但是细粒度造成了大量开销，这对于大 型项目来说是不可接受的。因此，vue 2.0选择了中等粒度的解决方案，每一个组件一个watcher实例， 这样状态变化时只能通知到组件，再通过引入虚拟DOM去进行比对和渲染。

整体流程

1. mountComponent() core/instance/lifecycle.js

渲染、更新组件

 
// 定义更新函数
const updateComponent = () => {
// 实际调用是在lifeCycleMixin中定义的_update和renderMixin中定义的_render
vm._update(vm._render(), hydrating) }

2. _render core/instance/render.js

生成虚拟dom

3. _update core\instance\lifecycle.js

update负责更新dom，转换vnode为dom

4. patch() platforms/web/runtime/index.js

__patch__是在平台特有代码中指定的

Vue.prototype.__patch__ = inBrowser ? patch : noop

测试代码，examples\test\04-vdom.html

patch获取

patch是createPatchFunction的返回值，传递nodeOps和modules是web平台特别实现

 
export const patch: Function = createPatchFunction({ nodeOps, modules })

1. platforms\web\runtime\node-ops.js

定义各种原生dom基础操作方法

2. platforms\web\runtime\modules\index.js

modules 定义了属性更新实现

watcher.run() => componentUpdate() => render() => update() => patch()

patch实现

1. patch core\vdom\patch.js

首先进行树级别比较，可能有三种情况:增删改

• new VNode不存在就删;
• old VNode 不存在就增;
• 都存在就执行 diff执行更新

2. patchVnode

比较两个VNode，包括三种类型操作:属性更新、文本更新、子节点更新

具体规则如下:

• 新老节点均有 children子节点，则对子节点进行diff操作，调用 updateChildren
• 如果新节点有子节点而老节点没有子节点，先清空老节点的文本内容，然后为其新增子节点。
• 当新节点没有子节点而老节点有子节点的时候，则移除该节点的所有子节点。
• 当新老节点都无子节点的时候，只是文本的替换。

测试，04-vdom.html

 
// patchVnode过程分解
// 1.div#demo // 2.h1
// 3.text
// 4.p
// 5.text
updateChildren updateChildren 文本相同跳过 updateChildren setTextContent

3. updateChildren

updateChildren主要作用是用一种较高效的方式比对新旧两个VNode的children得出最小操作补丁。执 行一个双循环是传统方式，vue中针对web场景特点做了特别的算法优化，我们看图说话:

在新老两组VNode节点的左右头尾两侧都有一个变量标记，在遍历过程中这几个变量都会向中间靠拢。当oldStartIdx > oldEndIdx或者newStartIdx > newEndIdx时结束循环

下面是遍历规则:

• 首先，oldStartVnode、oldEndVnode与newStartVnode、newEndVnode两两交叉比较，共有4种比较 方法。
• 当 oldStartVnode和newStartVnode 或者 oldEndVnode和newEndVnode 满足sameVnode，直接将该 VNode节点进行patchVnode即可，不需再遍历就完成了一次循环。如下图

如果oldStartVnode与newEndVnode满足sameVnode。说明oldStartVnode已经跑到了oldEndVnode 后面去了，进行patchVnode的同时还需要将真实DOM节点移动到oldEndVnode的后面。

如果oldEndVnode与newStartVnode满足sameVnode，说明oldEndVnode跑到了oldStartVnode的前 面，进行patchVnode的同时要将oldEndVnode对应DOM移动到oldStartVnode对应DOM的前面

如果以上情况均不符合，则在old VNode中找与newStartVnode相同的节点，若存在执行 patchVnode，同时将elmToMove移动到oldStartIdx对应的DOM的前面。

当然也有可能newStartVnode在old VNode节点中找不到一致的sameVnode，这个时候会调用 createElm创建一个新的DOM节点。

至此循环结束，但是我们还需要处理剩下的节点。

当结束时oldStartIdx > oldEndIdx，这个时候旧的VNode节点已经遍历完了，但是新的节点还没有。说 明了新的VNode节点实际上比老的VNode节点多，需要将剩下的VNode对应的DOM插入到真实DOM 中，此时调用addVnodes(批量调用createElm接口)

但是，当结束时newStartIdx > newEndIdx时，说明新的VNode节点已经遍历完了，但是老的节点还有 剩余，需要从文档中删 的节点删除。

模板编译

模板编译的主要目标是将模板**(template)转换为渲染函数(render)**

template => render()

模板编译必要性

Vue 2.0需要用到VNode描述视图以及各种交互，手写显然不切实际，因此用户只需编写类似HTML代码 的Vue模板，通过编译器将模板转换为可返回VNode的render函数。

体验模板编译

带编译器的版本中，可以使用template或el的方式声明模板，06-1-compiler.html

 
(function anonymous(){
with(this){return _c('div',{attrs:{"id":"demo"}},[_c('h1',[_v("Vue模板编 译")]),_v(" "),_c('p',[_v(_s(foo))]),_v(" "),_c('comp')],1)}
})

输出结果大致如下:

 
(function anonymous() {
with(this){return _c('div',{attrs:{"id":"demo"}},[
_c('h1',[_v("Vue模板编译")]), _v(" "),_c('p',[_v(_s(foo))]), _v(" "),_c('comp')],1)}
})

• 元素节点使用createElement创建，别名_c _
• _本文节点使用createTextVNode创建，别名_v
• 表达式先使用toString格式化，别名_s
• 其他渲染helpers:src\core\instance\render-helpers\index.js

整体流程

1. compileToFunctions

若指定template或el选项，则会执行编译，platforms\web\entry-runtime-with-compiler.js

2. 编译过程

编译分为三步:解析、优化和生成，src\compiler\index.js

测试代码06-1-compiler.html

模板编译过程

实现模板编译共有三个阶段:解析、优化和生成

1. 解析 - parse

解析器将模板解析为抽象语法树，基于AST可以做优化或者代码生成工作。调试查看得到的AST，**/src/compiler/parser/index.js**，结构如下:

解析器内部分了HTML解析器、文本解析器和过滤器解析器，最主要是HTML解析器

2. 优化 - optimize

优化器的作用是在AST中找出静态子树并打上标记。静态子树是在AST中永远不变的节点，如纯文本节 点。

标记静态子树的好处:

• 每次重新渲染，不需要为静态子树创建新节点
• 虚拟DOM中patch时，可以跳过静态子树

测试代码，06-2-compiler-optimize.html 代码实现，src/compiler/optimizer.js - optimize

3. 代码生成 - generate

• 将AST转换成渲染函数中的内容，即代码字符串
• generate方法生成渲染函数代码， src/compiler/codegen/index.js

生成的code⻓这样

 
`_c('div',{attrs:{"id":"demo"}},[ _c('h1',[_v("Vue.js测试")]), _c('p',[_v(_s(foo))])
])`

典型指令的实现:v-if、v-for

1. 解析v-if: parser/index.js

processIf用于处理v-if解析

2. 代码生成， codegen/index.js

genIfConditions等用于生成条件语句相关代码

生成结果:

 
"with(this){return _c('div',{attrs:{"id":"demo"}},[
(foo) ? _c('h1',[_v(_s(foo))]) : _c('h1',[_v("no title")]),
_v(" "),_c('abc')],1)}"

3. 解析v-for: parser/index.js

processFor用于处理v-for指令

解析结果:v-for="item in items" for:'items' alias:'item'

4. 代码生成， src\compiler\codegen\index.js

genFor用于生成相应代码

生成结果

 
"with(this){return _c('div',{attrs:{"id":"demo"}},[_m(0),_v(" "),(foo)?_c('p', [_v(_s(foo))]):_e(),_v(" "),
_l((arr),function(s){return _c('b',{key:s},[_v(_s(s))])})
,_v(" "),_c('comp')],2)}"

v-if，v-for这些指令只能在编译器阶段处理，如果我们要在render函数处理条件或循环只能使用if 和for

 
Vue.component('comp', {
props: ['foo'],
render(h) { // 渲染内容跟foo的值挂钩，只能用if语句
if (this.foo=='foo') { return h('div', 'foo')
}
return h('div', 'bar') }
})

 
(function anonymous(){
with(this){return _c('div',{attrs:{"id":"demo"}},[_m(0),_v(" "),(foo)?_c('p', [_v(_s(foo))]):_e(),_v(" "),_c('comp')],1)}
})

组件化机制

组件声明:Vue.component()

initAssetRegisters(Vue) src/core/global-api/assets.js

组件注册使用extend方法将配置转换为构造函数并添加到components选项

组件实例创建及挂载

观察生成的渲染函数

 
"with(this){return _c('div',{attrs:{"id":"demo"}},[ _c('h1',[_v("虚拟DOM")]),_v(" "), _c('p',[_v(_s(foo))]),_v(" "),
_c('comp') // 对于组件的处理并无特殊之处
],1)}"

整体流程

首先创建的是根实例，首次_render()时，会得到整棵树的VNode结构，其中自定义组件相关的主要有: createComponent() - src/core/vdom/create-component.js

1. 组件vnode创建

createComponent() - src/core/vdom/patch.js

创建组件实例并挂载，vnode转换为dom

2. 整体流程:

new Vue() => $mount() => vm._render() => createElement() => createComponent() => vm._update() => patch() => createElm => createComponent()

创建组件VNode

1. _createElement - src\core\vdom\create-element.js

_createElement实际执行VNode创建的函数，由于传入tag是非保留标签，因此判定为自定义组件通过 createComponent去创建

2. createComponent - src/core/vdom/create-component.js

创建组件VNode，保存了上一步处理得到的组件构造函数，props，事件等

创建组件实例

根组件执行更新函数时，会递归创建子元素和子组件，入口createElm

1. createEle() core/vdom/patch.js line751

首次执行_update()时，patch()会通过createEle()创建根元素，子元素创建研究从这里开始

2. createComponent core/vdom/patch.js line144

自定义组件创建

// 组件实例创建、挂载
if (isDef(i = i.hook) && isDef(i = i.init)) {
  i(vnode, false
  /* hydrating */
  )
}
if (isDef(vnode.componentInstance)) {
  // 元素引用指定vnode.elm，元素属性创建等 initComponent(vnode, insertedVnodeQueue) // 插入到父元素
  insert(parentElm, vnode.elm, refElm) if (isTrue(isReactivated)) {
    reactivateComponent(vnode, insertedVnodeQueue, parentElm, refElm)
  }
  return true
}

总结

Vue源码学习使我们能够深入理解原理，解答很多开发中的疑惑，规避很多潜在的错误，写出更好的代 码。学习大神的代码，能够学习编程思想，设计模式，训练基本功，提升内力。

end

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