vue的原理主要从三个方面进行说明，分别是响应式原理、虚拟DOM、模板编译和组件化

响应式原理

一个普通的 JavaScript 对象传入 Vue 实例作为 data 选项，Vue 将遍历此对象所有的 property，并使用 Object.defineProperty 把这些 property 全部转为 getter/setter。这些 getter/setter 对用户来说是不可见的，但是在内部它们让 Vue 能够追踪依赖，在 property 被访问和修改时通知变更。每个组件实例都对应一个 watcher 实例，它会在组件渲染的过程中把“接触”过的数据 property 记录为依赖。之后当依赖项的 setter 触发时，会通知 watcher，从而使它关联的组件重新渲染。Vue 在更新 DOM 时是异步执行的。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。如果同一个 watcher 被多次触发，只会被推入到队列中一次。使用发布订阅模式

模拟一个小版本的vue

引入顺序

  <script src="./js/dep.js"></script>
  <script src="./js/watcher.js"></script>
  <script src="./js/compiler.js"></script>
  <script src="./js/observer.js"></script>
  <script src="./js/vue.js"></script>

Vue 功能

• 负责接受初始化的参数（选项）
• 负责把data中的属性注入到Vue实例，转换成getter、setter
• 负责调用observer监听data中所有属性的变化
• 负责调用compiler解析指令、插值表达式

class Vue {
  constructor (options) {
    // 1. 通过属性保存选项的数据
    this.$options = options || {}
    this.$data = options.data || {}
    this.$el = typeof options.el === 'string' ? document.querySelector(options.el) : options.el
    // 2. 把data中的成员转换成getter和setter，注入到vue实例中
    this._proxyData(this.$data)
    // 3. 调用observer对象，监听数据的变化
    new Observer(this.$data)
    // 4. 调用compiler对象，解析指令和差值表达式
    new Compiler(this)
  }
  _proxyData (data) {
    // 遍历data中的所有属性
    Object.keys(data).forEach(key => {
      // 把data的属性注入到vue实例中
      Object.defineProperty(this, key, {
        enumerable: true,
        configurable: true,
        get () {
          return data[key]
        },
        set (newValue) {
          if (newValue === data[key]) {
            return
          }
          data[key] = newValue
        }
      })
    })
  }
}

Observer 功能

• 负责把data选项中的属性也转换成响应式的
• data属性中的某个属性也是对象，把该属性也转换成响应式数据
• 转换响应式数据的方法中getter收集依赖，setter数据变化发送通知

class Observer {
  constructor (data) {
    this.walk(data)
  }
  walk (data) {
    // 1. 判断data是否是对象
    if (!data || typeof data !== 'object') {
      return
    }
    // 2. 遍历data对象的所有属性
    Object.keys(data).forEach(key => {
      this.defineReactive(data, key, data[key])
    })
  }
  defineReactive (obj, key, val) {
    let that = this
    // 负责收集依赖，并发送通知
    let dep = new Dep()
    // 如果val是对象，把val内部的属性转换成响应式数据
    this.walk(val)
    Object.defineProperty(obj, key, {
      enumerable: true,
      configurable: true,
      get () {
        // 收集依赖
        Dep.target && dep.addSub(Dep.target)
        return val
      },
      set (newValue) {
        if (newValue === val) {
          return
        }
        val = newValue
        that.walk(newValue)
        // 发送通知
        dep.notify()
      }
    })
  }
}

Compiler 功能

• 负责编译模板，解析指令/插值表达式
• 负责页面的首次渲染
• 当数据变化后重新渲染视图

class Compiler {
  constructor (vm) {
    this.el = vm.$el
    this.vm = vm
    this.compile(this.el)
  }
  // 编译模板，处理文本节点和元素节点
  compile (el) {
    let childNodes = el.childNodes
    Array.from(childNodes).forEach(node => {
      // 处理文本节点
      if (this.isTextNode(node)) {
        this.compileText(node)
      } else if (this.isElementNode(node)) {
        // 处理元素节点
        this.compileElement(node)
      }

      // 判断node节点，是否有子节点，如果有子节点，要递归调用compile
      if (node.childNodes && node.childNodes.length) {
        this.compile(node)
      }
    })
  }
  // 编译元素节点，处理指令
  compileElement (node) {
    // console.log(node.attributes)
    // 遍历所有的属性节点
    Array.from(node.attributes).forEach(attr => {
      // 判断是否是指令
      let attrName = attr.name
      if (this.isDirective(attrName)) {
        // v-text --> text
        attrName = attrName.substr(2)
        let key = attr.value
        this.update(node, key, attrName)
      }
    })
  }

  update (node, key, attrName) {
    let updateFn = this[attrName + 'Updater']
    updateFn && updateFn.call(this, node, this.vm[key], key)
  }

  // 处理 v-text 指令
  textUpdater (node, value, key) {
    node.textContent = value
    new Watcher(this.vm, key, (newValue) => {
      node.textContent = newValue
    })
  }
  // v-model
  modelUpdater (node, value, key) {
    node.value = value
    new Watcher(this.vm, key, (newValue) => {
      node.value = newValue
    })
    // 双向绑定
    node.addEventListener('input', () => {
      this.vm[key] = node.value
    })
  }

  // 编译文本节点，处理差值表达式
  compileText (node) {
    // console.dir(node)
    // {{  msg }}
    let reg = /\{\{(.+?)\}\}/
    let value = node.textContent
    if (reg.test(value)) {
      let key = RegExp.$1.trim()
      node.textContent = value.replace(reg, this.vm[key])

      // 创建watcher对象，当数据改变更新视图
      new Watcher(this.vm, key, (newValue) => {
        node.textContent = newValue
      })
    }
  }
  // 判断元素属性是否是指令
  isDirective (attrName) {
    return attrName.startsWith('v-')
  }
  // 判断节点是否是文本节点
  isTextNode (node) {
    return node.nodeType === 3
  }
  // 判断节点是否是元素节点
  isElementNode (node) {
    return node.nodeType === 1
  }
}

Dep(Dependency) 功能

• 收集依赖，添加观察者(watcher)
• 通知所有观察者

class Dep {
  constructor () {
    // 存储所有的观察者
    this.subs = []
  }
  // 添加观察者
  addSub (sub) {
    if (sub && sub.update) {
      this.subs.push(sub)
    }
  }
  // 发送通知
  notify () {
    this.subs.forEach(sub => {
      sub.update()
    })
  }
}

Watcher 功能

• 当数据变化触发依赖， dep 通知所有的 Watcher 实例更新视图
• 自身实例化的时候往 dep 对象中添加自己

class Watcher {
  constructor (vm, key, cb) {
    this.vm = vm
    // data中的属性名称
    this.key = key
    // 回调函数负责更新视图
    this.cb = cb

    // 把watcher对象记录到Dep类的静态属性target
    Dep.target = this
    // 触发get方法，在get方法中会调用addSub
    this.oldValue = vm[key]
    Dep.target = null
  }
  // 当数据发生变化的时候更新视图
  update () {
    let newValue = this.vm[this.key]
    if (this.oldValue === newValue) {
      return
    }
    this.cb(newValue)
  }
}

响应式原理的简述
当一个data对象传递到Vue实例中时，Vue就会使用Object.defineProperty()将data中的属性转换成getter和setter，注入到Vue实例中，然后遍历data对象的所有属性，然后看data对象的属性值是否还是一个对象，将其转换成响应式数据，添加getter和setter，在getter中收集依赖即Watcher对象存储在Dep的subs数组中，在html模板或者template模板进行编译时新建watcher对象，存储视图更新方法和旧值。当data中数据发生变化时其setter会被调用，setter中通知视图更新即调用Dep的subs数组中的Watcher中的视图更新方法操作视图，vm[key]会触发gettter（Watcher中存储旧值）,vm[key]=xxx会触发setter（在使用vue外部js会用到）
1、请简述 Vue 首次渲染的过程。

Vue 的首次渲染过程可以简要概括如下：

解析模板：

Vue 会解析组件的模板，包括 HTML 标记、指令（Directives）、插值表达式（Interpolations）等。
创建虚拟 DOM：

解析完成后，Vue 将模板编译成渲染函数，生成虚拟 DOM 树。
挂载实例：

Vue 将虚拟 DOM 渲染成真实 DOM，并挂载到页面上。
数据初始化：

Vue 会初始化组件的数据（data）、计算属性（computed）、监听器（watcher）等。
模板渲染：

Vue 会将数据与模板进行绑定，将数据动态地渲染到页面上，完成首次渲染。
总的来说，Vue 的首次渲染过程包括模板解析、虚拟 DOM 的创建、实例的挂载、数据的初始化和模板的渲染。这个过程是 Vue 在页面加载时进行的初始化工作，将组件的结构和数据展示在页面上，实现了数据驱动视图的效果。

2、请简述 Vue 响应式原理。

Vue 的响应式原理是其核心特性之一，它使得数据的变化能够自动反映到视图上，大大简化了开发人员处理 DOM 的复杂性。以下是 Vue 响应式原理的简要概述：

响应式数据对象：

在 Vue 中，通过 data 属性定义的数据对象会被转换为响应式数据对象。Vue 会使用 Object.defineProperty() 或 Proxy 等技术来监听这些对象的属性变化。
依赖追踪：

当组件渲染时，模板中使用到的响应式数据对象的属性会被收集为依赖。Vue 会建立一个依赖图谱，记录哪些组件依赖于哪些数据。
派发更新：

当响应式数据对象的属性发生变化时，Vue 会通知所有依赖于该属性的组件，告知它们需要进行重新渲染。
批量更新：

Vue 会对同一事件循环内发生的数据变化进行批量更新，以提高性能。它会通过队列的方式将需要更新的组件收集起来，在下一个事件循环时统一进行更新。
异步更新策略：

Vue 在执行数据变化时，会将更新操作放入微任务队列或者宏任务队列中，确保在下一个事件循环中执行更新，以避免不必要的重复渲染。
深度监听：

Vue 提供了 watch 和 watchEffect 等方法，允许开发者监听对象的深层属性变化，从而实现更细粒度的响应式。
总的来说，Vue 的响应式原理通过依赖追踪和派发更新的机制，使得数据的变化能够自动地反映到视图上，从而实现了数据驱动视图的效果，提高了开发效率和代码可维护性。

3、请简述虚拟 DOM 中 Key 的作用和好处。

虚拟 DOM 中的 Key 是用来标识虚拟 DOM 节点的唯一性的属性。每个 Key 在同一个父节点的所有子节点中必须是唯一的。

作用：

优化渲染性能：Key 可以帮助 Vue 或 React 更高效地识别虚拟 DOM 中节点的变化，减少不必要的 DOM 操作。当列表中的元素需要重新排序时，有了 Key，框架可以精确地识别哪些元素是被移动的，而不是被删除和重新创建的。

保持组件状态：在动态生成的列表中，如果没有 Key，Vue 或 React 在重新渲染时会尽量复用 DOM 节点，这可能导致节点状态混乱。而使用 Key 可以确保每个组件实例保持自己的状态，避免出现意外的行为。

高效的列表渲染：在列表中添加、移动或删除元素时，Key 可以帮助框架更准确地确定变化的位置，从而实现高效的列表渲染。特别是在长列表或频繁更新的场景下，使用 Key 可以显著提升性能。

好处：

提升性能：通过合理使用 Key，可以减少不必要的 DOM 操作，提高页面的渲染性能和响应速度。

保持状态：使用 Key 可以确保组件状态的正确性，避免出现意外的状态丢失或混乱。

更可预测的行为：有了 Key，组件的重新渲染行为会更加可预测和稳定，开发者可以更轻松地理解和维护代码。

总的来说，虚拟 DOM 中的 Key 在优化渲染性能、保持组件状态和提高开发效率方面都具有重要作用，是开发中常用的一种技术手段。

4、请简述 Vue 中模板编译的过程。

Vue 中模板编译的过程是将模板字符串转换为渲染函数的过程，主要包括以下几个步骤：

模板解析：

Vue 会先将模板字符串解析成抽象语法树（AST），这个过程会识别模板中的指令、插值表达式、事件处理器等内容，并构建对应的 AST。
静态分析：

在静态分析阶段，Vue 会对 AST 进行静态标记，标记出哪些节点是静态的（不需要在每次重新渲染时重新计算），以便后续的优化。
代码生成：

根据 AST，Vue 会生成渲染函数。渲染函数是一个函数，接收数据作为参数，返回虚拟 DOM。在这个过程中，Vue 会将模板中的指令、事件处理器等转换为对应的 JavaScript 代码。
优化：

Vue 会对生成的渲染函数进行优化，包括静态节点提升（将静态节点提升为常量，减少渲染时的计算量）、事件侦听器的优化等，以提高渲染性能。
生成渲染函数：

最终，Vue 会将模板编译成渲染函数，并将其缓存起来以备后续使用。这样，在组件渲染时，就可以直接调用这个渲染函数来生成虚拟 DOM，而不需要每次都重新解析模板。
通过模板编译的过程，Vue 实现了将模板转换为可复用的渲染函数，这样在组件渲染时能够更高效地生成虚拟 DOM，并提高整体的性能表现。