背景
看了一些自定义指令的文章，但是探究其原理的文章却不多见，所以我决定水一篇。
如何自定义指令？
其实关于这个问题官方文档上已经有了很好的示例的，我们先来温故一下。
除了核心功能默认内置的指令 (v-model 和 v-show)，Vue 也允许注册自定义指令。注意，在 Vue2.0 中，代码复用和抽象的主要形式是组件。然而，有的情况下，你仍然需要对普通 DOM 元素进行底层操作，这时候就会用到自定义指令。举个聚焦输入框的例子，如下：
当页面加载时，该元素将获得焦点 (注意： autofocus 在移动版 Safari 上不工作)。事实上，只要你在打开这个页面后还没点击过任何内容，这个输入框就应当还是处于聚焦状态。现在让我们用指令来实现这个功能：
// 注册一个全局自定义指令 `v-focus`
Vue.directive('focus', {
// 当被绑定的元素插入到 DOM 中时……
inserted: function (el) {
// 聚焦元素
el.focus()
}
})
如果想注册局部指令，组件中也接受一个 directives 的选项：
directives: {
focus: {
// 指令的定义
inserted: function (el) {
el.focus()
}
}
}
然后你可以在模板中任何元素上使用新的 v-focus property，如下：
<input v-focus>
指令内部提供的钩子函数
一个指令定义对象可以提供如下几个钩子函数 (均为可选)：
bind:只调用一次，指令第一次绑定到元素时调用。在这里可以进行一次性的初始化设置。inserted:被绑定元素插入父节点时调用 (仅保证父节点存在，但不一定已被插入文档中)。update:所在组件的 VNode 更新时调用，但是可能发生在其子 VNode 更新之前。指令的值可能发生了改变，也可能没有。但是你可以通过比较更新前后的值来忽略不必要的模板更新 (详细的钩子函数参数见下)。componentUpdated:指令所在组件的 VNode 及其子VNode全部更新后调用。unbind:只调用一次，指令与元素解绑时调用。
钩子函数参数
指令钩子函数会被传入以下参数：
el:指令所绑定的元素，可以用来直接操作DOM。binding：一个对象，包含以下 property：
name：指令名，不包括v-前缀。value：指令的绑定值，例如：v-my-directive="1 + 1"中，绑定值为 2。oldValue：指令绑定的前一个值，仅在update和componentUpdated钩子中可用。无论值是否改变都可用。expression：字符串形式的指令表达式。例如v-my-directive="1 + 1"中，表达式为"1 + 1"。arg：传给指令的参数，可选。例如v-my-directive:foo中，参数为 "foo"。modifiers：一个包含修饰符的对象。例如：v-my-directive.foo.bar中，修饰符对象为{ foo: true, bar: true }。
vnode：Vue编译生成的虚拟节点。可以参考官网的 VNode API 来了解更多详情。oldVnode：上一个虚拟节点，仅在update和componentUpdated钩子中可用。
除了 el 之外，其它参数都应该是只读的，切勿进行修改。如果需要在钩子之间共享数据，建议通过元素的 dataset 来进行。
我们来看一个 demo,
<div id="hook-arguments-example" v-demo:foo.a.b="message"></div>
Vue.directive('demo', {
bind: function (el, binding, vnode) {
var s = JSON.stringify
el.innerHTML =
'name: ' + s(binding.name) + '<br>' +
'value: ' + s(binding.value) + '<br>' +
'expression: ' + s(binding.expression) + '<br>' +
'argument: ' + s(binding.arg) + '<br>' +
'modifiers: ' + s(binding.modifiers) + '<br>' +
'vnode keys: ' + Object.keys(vnode).join(', ')
}
})
new Vue({
el: '#hook-arguments-example',
data: {
message: 'hello!'
}
})
来看一下渲染的结果：
name: "demo"
value: "hello!"
expression: "message"
argument: "foo"
modifiers: {"a":true,"b":true}
vnode keys: tag, data, children, text, elm, ns, context, fnContext, fnOptions, fnScopeId, key, componentOptions, componentInstance, parent, raw, isStatic, isRootInsert, isComment, isCloned, isOnce, asyncFactory, asyncMeta, isAsyncPlaceholder
指令实现原理解析
通过上面官网的例子和我们平时的coding，我们基本上了解了 vue 的指令是如何使用的了，接下来我们从源码的视角来解析其实现的原理。
Vue.directive 的定义：
function initAssetRegisters(Vue) {
ASSET_TYPES.forEach(function (type) {
Vue[type] = function ( id, definition ) {
if (!definition) {
return this.options[type + 's'][id]
} else {
if (type === 'component') {
validateComponentName(id);
}
if (type === 'component' && isPlainObject(definition)) {
definition.name = definition.name || id;
definition = this.options._base.extend(definition);
}
if (type === 'directive' && typeof definition === 'function') {
// Tip: 兼容传参
definition = {
bind: definition,
update: definition
};
}
// Tip: 储存一个 [ 'component', 'directive', 'filter' ]
this.options[type + 's'][id] = definition;
return definition
}
};
});
}
参考 前端进阶面试题详细解答
其实这个方法比较简单，就是在vm.options.directives 挂载了一个映射，比如 vm.$options.directives.demo = { xxx }，我们要看看这个指令是如何生效的。
在没有下一步对源码进行分析之前，我们也能大概猜测出自定义指令是如何实现的。在模板编译阶段，从元素的属性中解析到指令属性，在不同生命周期元素阶段调用自定指令中不同的自定义逻辑。接下来配合源码来分析一下，将这个指令解析和生效分为三个阶段：模板编译阶段， 生成VNode阶段， 以及生成真实Dom的patch阶段。
我们以下面的代码片段为例：
<div id="hook-arguments-example" v-demo:foo.a.b="message"></div>
模板编译阶段
对模板编译不熟悉的同学可以去回顾一下，这个阶段大致做了什么。这里不去详细介绍了，只关注指令这一部分。指令是元素的属性的一部分，所以在解析标签元素时，会被放入 Ele Ast 这个对象的 attrs 属性中。上述的示例，会被解析为这样：
[
{name: "id", value: "hook-arguments-example", start: 5, end: 32},
{name: "v-demo:foo.a.b", value: "message", start: 33, end: 57}
]
在匹配到结束标签时，会进一步处理这些属性，比如：如果是指令的话，会被处理为directives挂载到这个Ele Ast对象上。
具体的流程如下，在 endTagMatch 匹配到结束标签的时候，会去调用处理结束标签的 parseEndTag 函数，在这个函数内部回去调用 parseHtml 的配置项的 options.end，其中又回去调用 closeElement。
function closeElement(element) {
// ...
if (!inVPre && !element.processed) {
element = processElement(element, options);
}
// ...
}
注意这里的 processElement 方法，主要是对解析过程中的元素进行各种加工。我们来看一下 processElement 的代码。
function processElement( element, options ) {
processKey(element);
processRef(element);
processSlotContent(element);
processSlotOutlet(element);
processComponent(element);
// ...
processAttrs(element);
return element
}
主要针对一堆元素属性的处理方法，我们需要关注 processAttrs 方法，它是处理指令和修饰符相关的方法。我们我看一下 processAttrs 的伪代码：
function processAttrs(el) {
var list = el.attrsList;
var i, l, name, rawName, value, modifiers, syncGen, isDynamic;
for (i = 0, l = list.length; i < l; i++) {
name = rawName = list[i].name;
value = list[i].value;
// Tip: 解析指令 dirRE = /^v-|^@|^:|^#/;
if (dirRE.test(name)) {
// ...
if (bindRE.test(name)) {
// 处理 v-bind 情形
if ((modifiers && modifiers.prop) || (
!el.component && platformMustUseProp(el.tag, el.attrsMap.type, name)
)) {
addProp(el, name, value, list[i], isDynamic);
} else {
addAttr(el, name, value, list[i], isDynamic);
}
} else if (onRE.test(name)) {
// 处理 v-on 情形
addHandler(el, name, value, modifiers, false, warn$2, list[i], isDynamic);
} else {
// 处理 常规指令情形
// Tip：给被解析到的元素，添加 directives 属性
addDirective(el, name, rawName, value, arg, isDynamic, modifiers, list[i]);
}
} else {
// ... 处理 literal attribute(文字属性)
}
}
}
这里有个 for 循环去 Ele Ast 的 attrsList，然后按照不同的正则去解析他们，分别处理 v-bind，v-on以及 v-xx的情形。对于自定义的指令会通过 addDirective 给 Ele Ast 添加 directives 属性，如下：
directives = [
{
arg: "foo" , end: 57, isDynamicArg: false, modifiers: { a: true, b: true }, name: "demo", rawName: "v-demo:foo.a.b", start: 33, value: "message"
}
]
在模板解析的第一段阶段指令解析为上述模样。在模板解析的第二阶段 generate 将解析得到的 Ele Ast 生成产生 vNode 的函数字符串。自定义指令也转化为下面的形式了，成为 _c 函数的第二个参数了。
"{directives:[{name:"demo",rawName:"v-demo:foo.a.b",value:(message),expression:"message",arg:"foo",modifiers:{"a":true,"b":true}}],attrs:
{"id":"hook-arguments-example"}}"
生成vNode阶段
在这个 render 函数生成 vNode 的阶段，生面的指令字符串会被挂载到 vNode.data.directives 属性下，
vNode.data.directives = [{
arg: "foo"
expression: "message"
modifiers: { a: true, b: true }
name: "demo"
rawName: "v-demo:foo.a.b"
value: "hello!"
}]
生成真实Dom的patch阶段
在这个由 vNode 生成真实 Dom 的阶段，createElm 会去调用 invokeCreateHooks （调用 crate 阶段所需要的函数）， 会去调用 updateDirectives 函数，这里面最终会去调用 _update 我们来看下代码：
function _update(oldVnode, vnode) {
var isCreate = oldVnode === emptyNode;
// Tip: 获取到全局上自定义的指令函数
var oldDirs = normalizeDirectives$1(oldVnode.data.directives, oldVnode.context);
var newDirs = normalizeDirectives$1(vnode.data.directives, vnode.context);
for (key in newDirs) {
if (!oldDir) {
// new directive, bind
callHook$1(dir, 'bind', vnode, oldVnode);
if (dir.def && dir.def.inserted) {
dirsWithInsert.push(dir);
}
} else {
callHook$1(dir, 'update', vnode, oldVnode);
}
}
if (dirsWithInsert.length) {
var callInsert = function () {
for (var i = 0; i < dirsWithInsert.length; i++) {
callHook$1(dirsWithInsert[i], 'inserted', vnode, oldVnode);
}
};
if (isCreate) {
mergeVNodeHook(vnode, 'insert', callInsert);
} else {
callInsert();
}
}
if (dirsWithPostpatch.length) {
mergeVNodeHook(vnode, 'postpatch', function () {
for (var i = 0; i < dirsWithPostpatch.length; i++) {
callHook$1(dirsWithPostpatch[i], 'componentUpdated', vnode, oldVnode);
}
});
}
if (!isCreate) {
for (key in oldDirs) {
if (!newDirs[key]) {
// no longer present, unbind
callHook$1(oldDirs[key], 'unbind', oldVnode, oldVnode, isDestroy);
}
}
}
}
在 _update 中，normalizeDirectives$1 很重要，是它将我们一开始全局自定义的指令函数对应到当前的节点上。此外，在不同的生命周期也会依据不同的条件去调用不同自定义指令函数。比如，不存在 oldDir，就会去调用初始化的bind。
总结
没有想象中的那么神秘，从一开始的 Vue.directive 全局函数的定义以及文档中给不同钩子函数的定义和灌入的参数，我们就有了大概的思路了。通过对自定义指令实现的一步步探究，对整个 vue 的流程有了更进一步的了解。此外让我印象深刻的是整个代码逻辑的组织，值得我们去进去挖掘和学习。