摘要:今年的月日,的版本正式发布了,其中核心代码都进行了重写,于是就专门花时间,对的源码进行了学习。本篇文章就是源码学习的总结。实现了并且将静态子树进行了提取,减少界面重绘时的对比。的最新源码可以去获得。
Vue2.0介绍
从去年9月份了解到Vue后,就被他简洁的API所吸引。1.0版本正式发布后,就在业务中开始使用,将原先jQuery的功能逐步的进行迁移。
今年的10月1日,Vue的2.0版本正式发布了,其中核心代码都进行了重写,于是就专门花时间,对Vue 2.0的源码进行了学习。本篇文章就是2.0源码学习的总结。
先对Vue 2.0的新特性做一个简单的介绍:
大小 & 性能。Vue 2.0的线上包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等几个框架中,性能是最快的。
VDOM。实现了Virtual DOM, 并且将静态子树进行了提取,减少界面重绘时的对比。与1.0对比性能有明显提升。
template & JSX。众所周知,Vue 1.0使用的是template来实现模板,而React使用了JSX实现模板。关于template和JSX的争论也很多,很多人不使用React就是因为没有支持template写法。Vue 2.0对template和JSX写法都做了支持。使用时,可以根据具体业务细节进行选择,可以很好的发挥两者的优势。就这一点,Vue已经超过React了。
Server Render。2.0还对了Server Render做了支持。这一点并没有在业务中使用,不做评价。
Vue的最新源码可以去 https://github.com/vuejs/vue 获得。本文讲的是 2.0.3版本,2.0.3可以去 https://github.com/vuejs/vue/... 这里获得。
下面开始进入正题。首先从生命周期开始。
生命周期上图就是官方给出的Vue 2.0的生命周期图,其中包含了Vue对象生命周期过程中的几个核心步骤。了解了这几个过程,可以很好的帮助我们理解Vue的创建与销毁过程。
从图中我们可以看出,生命周期主要分为4个过程:
create。new Vue时,会先进行create,创建出Vue对象。
mount。根据el, template, render方法等属性,会生成DOM,并添加到对应位置。
update。当数据发生变化后,会重新渲染DOM,并进行替换。
destory。销毁时运行。
那么这4个过程在源码中是怎么实现的呢?我们从new Vue开始。
new Vue为了更好的理解new的过程,我整理了一个序列图:
new Vue的过程主要涉及到三个对象:vm、compiler、watcher。其中,vm表示Vue的具体对象;compiler负责将template解析为AST render方法;watcher用于观察数据变化,以实现数据变化后进行re-render。
下面来分析下具体的过程和代码:
首先,运行new Vue()的时候,会进入代码src/core/instance/index.js的Vue构造方法中,并执行this._init()方法。在_init中,会对各个功能进行初始化,并执行beforeCreate和created两个生命周期方法。核心代码如下:
initLifecycle(vm) initEvents(vm) callHook(vm, "beforeCreate") initState(vm) callHook(vm, "created") initRender(vm)
这个过程有一点需要注意:
beforeCreate和created之间只有initState,和官方给出的生命周期图并不完全一样。这里的initState是用于初始化data,props等的监听的。
在_init的最后,会运行initRender方法。在该方法中,会运行vm.$mount方法,代码如下:
if (vm.$options.el) { vm.$mount(vm.$options.el) }
这里的vm.$mount可以在业务代码中调用,这样,new 过程和 mount过程就可以根据业务情况进行分离。
这里的$mount在src/entries/web-runtime-with-compiler.js中,主要逻辑是根据el, template, render三个属性来获得AST render方法。代码如下:
if (!options.render) { // 如果有render方法,直接运行mount let template = options.template if (template) { // 如果有template, 获取template参数对于的HTML作为模板 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) { // 如果没有template, 且存在el,则获取el的outerHTML作为模板 template = getOuterHTML(el) } if (template) { // 如果获取到了模板,则将模板转化为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)
这个过程有三点需要注意:
compile时,将最大静态子树提取出来作为多带带的AST渲染方法,以提升后面vNode对比时的性能。所以,当存在多个连续的静态标签时,可以在外边添加一个静态父节点,这样,staticRenderFns数目可以减少,从而提升性能。
Vue 2.0中的模板有三种引用写法:el, template, render(JSX)。其中的优先级是render > template > el。
el, template两种写法,最后都会通过compiler转化为render(JSX)来运行,也就是说,直接写成render(JSX)是性能最优的。当然,如果使用了构建工具,最终生成的包就是使用的render(JSX)。这样子,在源码上就可以不用过多考虑这一块的性能了,直接用可维护性最好的方式就行。
将模板转化为render,用到了compileToFunctions方法,该方法最后会通过src/compiler/index.js文件中的compile方法,将模板转化为AST语法结构的render方法,并对静态子树进行分离。
完成render方法的生成后,会进入_mount(src/core/instance.lifecycle.js)中进行DOM更新。该方法的核心逻辑如下:
vm._watcher = new Watcher(vm, () => { vm._update(vm._render(), hydrating) }, noop)
首先会new一个watcher对象,在watcher对象创建后,会运行传入的方法vm._update(vm._render(), hydrating)(watcher的逻辑在下面的watcher小节中细讲)。其中的vm._render()主要作用就是运行前面compiler生成的render方法,并返回一个vNode对象。这里的vNode就是一个虚拟的DOM节点。
拿到vNode后,传入vm._update()方法,进行DOM更新。
VDOM上面已经讲完了new Vue过程中的主要步骤,其中涉及到template如何转化为DOM的过程,这里多带带拿出来讲下。先上序列图:
从图中可以看出,从template到DOM,有三个过程:
template -> AST render (compiler解析template)
AST render -> vNode (render方法运行)
vNode -> DOM (vdom.patch)
首先是template在compiler中解析为AST render方法的过程。上一节中有说到,initRender后,会调用到src/entries/web-runtime-with-compiler.js中的Vue.prototype.$mount方法。在$mount中,会获取template,然后调用src/platforms/web/compiler/index.js的compileToFunctions方法。在该方法中,会运行compile将template解析为多个render方法,也就是AST render。这里的compile在文件src/compiler/index.js中,代码如下:
const ast = parse(template.trim(), options) // 解析template为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方法就是将template以AST的方式进行解析,并转化为render方法进行返回。
再看第二个过程:AST render -> vNode。这个过程很简单,就是将AST render方法进行运行,获得返回的vNode对象。
最后一步,vNode -> DOM。该过程中,存在vNode的对比以及DOM的添加修改操作。
在上一节中,有讲到vm._update()方法中对DOM进行更新。_update的主要代码如下:
// 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) // 数据变化后触发的DOM更新 }
可以看出,无论是首次添加还是后期的update,都是通过__patch__来更新的。这里的__patch__核心步骤是在src/core/vdom/patch.js中的patch方法进行实现,源码如下:
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) } ... } } ... }
首次添加很简单,就是通过insertBefore将转化好的element添加到DOM中。如果是update,则会调动patchVnode()。最后来看下patchVnode的代码:
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)) { // 当都存在时,更新Children if (oldCh !== ch) updateChildren(elm, oldCh, ch, insertedVnodeQueue, removeOnly) } else if (isDef(ch)) { // 只存在新节点时,即添加节点 if (isDef(oldVnode.text)) nodeOps.setTextContent(elm, "") addVnodes(elm, null, ch, 0, ch.length - 1, insertedVnodeQueue) } else if (isDef(oldCh)) { // 只存在老节点时,即删除节点 removeVnodes(elm, oldCh, 0, oldCh.length - 1) } else if (isDef(oldVnode.text)) { // 删除了textContent nodeOps.setTextContent(elm, "") } } else if (oldVnode.text !== vnode.text) { // 修改了textContent nodeOps.setTextContent(elm, vnode.text) } }
其中有调用了updateChildren来更新子节点,代码如下:
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,又通过patchVnode来更新当前节点。梳理一下,patch通过patchVnode来更新根节点,然后通过updateChildren来更新子节点,具体子节点,又通过patchVnode来更新,通过一个类似于递归的方式逐个节点的完成对比和更新。
WatcherVue 2.0中对如何去实现VDOM的思路是否清晰,通过4层结构,很好的实现了可维护性,也为实现server render, weex等功能提供了可能。拿server render举例,只需要将最后的vNode -> DOM 改成 vNode -> String 或者 vNode -> Stream, 就可以实现server render。剩下的compiler和Vue的核心逻辑都不需要改。
我们都知道MVVM框架的特征就是当数据发生变化后,会自动更新对应的DOM节点。使用MVVM之后,业务代码中就可以完全不写DOM操作代码,不仅可以将业务代码聚焦在业务逻辑上,还可以提高业务代码的可维护性和可测试性。那么Vue 2.0中是怎么实现对数据变化的监听的呢?照例,先看序列图:
可以看出,整个Watcher的过程可以分为三个过程。
对state设置setter/getter
对vm设置好Watcher,添加好state 触发 setter时的执行方法
state变化触发执行
前面有说过,在生命周期函数beforeCreate和created直接,会运行方法initState()。在initState中,会对Props, Data, Computed等属性添加Setter/Getter。拿Data举例,设置setter/getter的代码如下:
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]) // 设置vm._data为代理 } // observe data observe(data) }
通过调用observe方法,会对data添加好观察者,核心代码为:
Object.defineProperty(obj, key, { enumerable: true, configurable: true, get: function reactiveGetter () { const value = getter ? getter.call(obj) : val if (Dep.target) { dep.depend() // 处理好依赖watcher ... } return value }, set: function reactiveSetter (newVal) { ... childOb = observe(newVal) // 对新数据重新observe dep.notify() // 通知到dep进行数据更新 } })
这个时候,对data的监听已经完成。可以看到,当data发生变化的时候,会运行dep.notify()。在notify方法中,会去运行watcher的update方法,内容如下:
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方法的目的是通过nextTicker来执行run方法,属于支线逻辑,就不分析了,这里直接看run的实现。run方法其实很简单,就是调用get方法,而get方法会通过执行this.getter()来更新DOM。
那么this.getter是什么呢?本文最开始分析new Vue过程时,有讲到运行_mount方法时,会运行如下代码:
vm._watcher = new Watcher(vm, () => { vm._update(vm._render(), hydrating) }, noop)
那么this.getter就是这里Watcher方法的第二个参数。来看下new Watcher的代码:
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过程中,Watcher会在构造完成后主动调用this.get()来触发this.getter()方法的运行,以达到更新DOM节点。
总结一下这个过程:首先_init时,会对Data设置好setter方法,setter方法中会调用dep.notify(),以便数据变化时通知DOM进行更新。然后new Watcher时,会将更新DOM的方法进行设置,也就是Watcher.getter方法。最后,当Data发生变化的时候,dep.notify()运行,运行到watcher.getter()时,就会去运行render和update逻辑,最终达到DOM更新的目的。
总结与收获刚开始觉得看源码,是因为希望能了解下Vue 2.0的实现,看看能不能得到一些从文档中无法知道的细节,用于提升运行效率。把主要流程理清楚后,的确了解到一些,这里做个整理:
el属性传入的如果不是element,最后会通过document.querySelector来获取的,这个接口性能较差,所以,el传入一个element性能会更好。
$mount方法中对html,body标签做了过滤,这两个不能用来作为渲染的根节点。
每一个组件都会从_init开始重新运行,所以,当存在一个长列表时,将子节点作为一个组件,性能会较差。
*.vue文件会在构建时转化为render方法,而render方法的性能比指定template更好。所以,源码使用*.vue的方式,性能更好。
如果需要自定义delimiters,每一个组件都需要多带带指定。
如果是*.vue文件,指定delimiters是失效的,因为vue-loader对*.vue文件进行解析时,并没有将delimiters传递到compiler.compile()中。(这一点不确定是bug还是故意这样设计的)。
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