Vue渲染原理

Posted 2020-10-14 goodman8

现在基本所有的框架都已经认同这个看法——DOM应尽可能是一个函数式到状态的映射。状态即是唯一的真相，而DOM状态只是数据状态的一个映射。如下图所示，所有的逻辑尽可能在状态的层面去进行，当状态改变的时候，View应该是在框架帮助下自动更新到合理的状态，而不是说当你观测到数据变化之后手动选择一个元素，再命令式地去改动它的属性。

下图是Vue的一个模板示例，如果没有用过Vue的话，可以大概感觉到这是一个怎样的概念。

其实，在模板语法上，Vue跟Angular是比较相似。在Vue1.0里面，模板实现跟Angular类似，如下图所示，把模板直接做成在浏览器里面parse成DOM树，然后去遍历这个树，提取其中的各种绑定。

在Vue2.0中，渲染层的实现做了根本性改动，那就是引入了虚拟DOM。

从架构来讲，Vue2.0 依然是写一样的模板，（Vue2.0于前段时间发布，具体报道：更轻更快的Vue.js 2.0）。在最左边，Vue2.0跟1.0的模板语法绝大部分是兼容的。Vue的编译器在编译模板之后，会把这些模板编译成一个渲染函数。而函数被调用的时候就会渲染并且返回一个虚拟DOM的树。这个树非常轻量，它的职责就是描述当前界面所应处的状态。当我们有了这个虚拟的树之后，再交给一个patch函数，负责把这些虚拟DOM真正施加到真实的DOM上。在这个过程中，Vue有自身的响应式系统来侦测在渲染过程中所依赖到的数据来源。在渲染过程中，侦测到的数据来源之后，之后就可以精确感知数据源的变动。到时候就可以根据需要重新进行渲染。当重新进行渲染之后，会生成一个新的树，将新树与旧树进行对比，就可以最终得出应施加到真实DOM上的改动。最后再通过patch函数施加改动。

这样做的主要原因是，在浏览器当中，JavaScript的运算在现代的引擎中非常快，但DOM本身是非常缓慢的东西。当你调用原生DOM API的时候，浏览器需要在javascript引擎的语境下去接触原生的DOM的实现，这个过程有相当的性能损耗。所以，本质的考量是，要把耗费时间的操作尽量放在纯粹的计算中去做，保证最后计算出来的需要实际接触真实DOM的操作是最少的。

下面看渲染函数。用过React的开发者可能知道，React是没有模板的，直接就是一个渲染函数，它中间返回的就是一个虚拟DOM树。JSX实际就是一套用于让我们更简单地去描述树状结构的语法糖。

如下图所示，在Vue2.0当中，可以看到就是说当比如左侧的模板，经过Vue的编译之后就会变成右侧的东西。

这个函数类似于创建一个虚拟元素的函数，我们可以给它一个名字，给它描述应该有的属性特性和可能其他的数据。然后后面这个最后这个参数是个数组，包含了该虚拟元素的子元素。总的来说2.0的编译器做的就是这个活。

同时，在Vue2.0里，用户可以选择直接跳过模板这一层去手写渲染函数，同时也有可选JSX支持。从开发者的偏好以及开发者的效益的角度来考量，模板和JSX是各有利弊的东西。模板更贴近我们的html，可以让我们更直观地思考语义结构，更好地结合CSS的书写。JSX和直接渲染函数，因为是真正的JavaScript，拥有这个语言本身的所有的能力，可以进行复杂的逻辑判断，进行选择性的返回最终要返回的DOM结构，能够实现一些在模板的语法限制下，很难做到的一些事情。

所以在Vue2.0里，两个都是可以选择的。在绝大部分情况下使用模板，但是在需要复杂逻辑的情况下，使用渲染函数。在Vue2.0的路由和内部的一些实践上，都大量地应用渲染函数做复杂的抽象组件，比如过渡动画组件以及路由里面的link组件，都是用渲染函数实现的，同时还保留了它本身的依赖追踪系统。

如下图所示，Vue的依赖追踪通过ES5的 Object.defineProperty 方法实现。比如，我们给它一个原生对象，Vue会遍历这个数据对象的属性，然后进行属性转换。每一个属性会被转换为一个 getter 和一个 setter。同时每个组件会有一个对应的 watcher 对象，这个对象的职责就是在当前组件被渲染的时候，记录数据上面的哪些属性被用到了。

例如，在渲染函数里面用到A.B的时候，这个就会触发对应的 getter。整个渲染流程具体要点如下：

• 当某个数据属性被用到时，触发 getter，这个属性就会被作为依赖被 watcher 记录下来。

• 整个函数被渲染完的时候，每一个被用到的数据属性都会被记录。

• 相应的数据变动时，例如给它一个新的值，就会触发 setter，通知数据对象对应数据有变化。

• 此时会通知对应的组件，其数据依赖有所改动，需要重新渲染。

• 对应的组件再次调动渲染函数，生成 Virtual DOM，实现 DOM 更新。

这样一个流程跟主流的一些框架，例如React是有较大区别的。在React中，当组件复杂的时候需要用 shouldComponentUpdate 做优化。但是，它也有自己的各种坑，比如要确保该组件下面的组件不依赖外部的状态。虽说这在大部分情况下是够用的，但遇到极大复杂度的应用，遇到性能瓶颈的时候，这个流程优化起来也是相当复杂的一个话题。

如下图所示，在Vue里面由于依赖追踪系统的存在，当任意数据变动的时，Vue的每一个组件都精确地知道自己是否需要重绘，所以并不需要手动优化。用Vue渲染这些组件的时候，数据变了，对应的组件基本上去除了手动优化的必要性。