前言
在之前的 面试官:来说说vue3是怎么处理内置的v-for、v-model等指令? 文章中讲了transform
阶段处理完v-for、v-model等指令后,会生成一棵javascript AST抽象语法树。这篇文章我们来接着讲generate
阶段是如何根据这棵javascript AST抽象语法树生成render函数字符串的,本文中使用的vue版本为3.4.19
。
看个demo
还是一样的套路,我们通过debug一个demo来搞清楚render函数字符串是如何生成的。demo代码如下:
<template>
<p>{{ msg }}</p>
</template>
<script setup lang="ts">
import { ref } from "vue";
const msg = ref("hello world");
</script>
上面这个demo很简单,使用p标签渲染一个msg响应式变量,变量的值为"hello world"。我们在浏览器中来看看这个demo生成的render函数是什么样的,代码如下:
import { toDisplayString as _toDisplayString, openBlock as _openBlock, createElementBlock as _createElementBlock } from "/node_modules/.vite/deps/vue.js?v=23bfe016";
function _sfc_render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
return _openBlock(), _createElementBlock(
"p",
null,
_toDisplayString($setup.msg),
1
/* TEXT */
);
}
上面的render函数中使用了两个函数:openBlock
和createElementBlock
。在之前的 vue3早已具备抛弃虚拟DOM的能力了文章中我们已经讲过了这两个函数:
-
openBlock
的作用为初始化一个全局变量currentBlock
数组,用于收集dom树中的所有动态节点。 -
createElementBlock
的作用为生成根节点p标签的虚拟DOM,然后将收集到的动态节点数组currentBlock
塞到根节点p标签的dynamicChildren
属性上。
render函数的生成其实很简单,经过transform
阶段处理后会生成一棵javascript AST抽象语法树
,这棵树的结构和要生成的render函数结构是一模一样的。所以在generate
函数中只需要递归遍历这棵树,进行字符串拼接就可以生成render函数啦!
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generate
函数
首先给generate
函数打个断点,generate
函数在node_modules/@vue/compiler-core/dist/compiler-core.cjs.js文件中。
然后启动一个debug终端,在终端中执行yarn dev
(这里是以vite举例)。在浏览器中访问 http://localhost:5173/ ,此时断点就会走到generate
函数中了。在我们这个场景中简化后的generate
函数是下面这样的:
function generate(ast) {
const context = createCodegenContext();
const { push, indent, deindent } = context;
const preambleContext = context;
genModulePreamble(ast, preambleContext);
const functionName = `render`;
const args = ["_ctx", "_cache"];
args.push("$props", "$setup", "$data", "$options");
const signature = args.join(", ");
push(`function ${functionName}(${signature}) {`);
indent();
push(`return `);
genNode(ast.codegenNode, context);
deindent();
push(`}`);
return {
ast,
code: context.code,
};
}
generate
中主要分为四部分:
-
生成
context
上下文对象。 -
执行
genModulePreamble
函数生成:import { xxx } from "vue";
-
生成render函数中的函数名称和参数,也就是
function _sfc_render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
-
生成render函数中return的内容
context
上下文对象
context
上下文对象是执行createCodegenContext
函数生成的,将断点走进createCodegenContext
函数。简化后的代码如下:
function createCodegenContext() {
const context = {
code: ``,
indentLevel: 0,
helper(key) {
return `_${helperNameMap[key]}`;
},
push(code) {
context.code += code;
},
indent() {
newline(++context.indentLevel);
},
deindent(withoutNewLine = false) {
if (withoutNewLine) {
--context.indentLevel;
} else {
newline(--context.indentLevel);
}
},
newline() {
newline(context.indentLevel);
},
};
function newline(n) {
context.push("\n" + ` `.repeat(n));
}
return context;
}
为了代码具有较强的可读性,我们一般都会使用换行和锁进。context
上下文中的这些属性和方法作用就是为了生成具有较强可读性的render函数。
-
code
属性:当前生成的render函数字符串。 -
indentLevel
属性:当前的锁进级别,每个级别对应两个空格的锁进。 -
helper
方法:返回render函数中使用到的vue包中export导出的函数名称,比如返回openBlock
、createElementBlock
等函数 -
push
方法:向当前的render函数字符串后插入字符串code。 -
indent
方法:插入换行符,并且增加一个锁进。 -
deindent
方法:减少一个锁进,或者插入一个换行符并且减少一个锁进。 -
newline
方法:插入换行符。
生成import {xxx} from "vue"
我们接着来看generate
函数中的第二部分,生成import {xxx} from "vue"
。将断点走进genModulePreamble
函数,在我们这个场景中简化后的genModulePreamble
函数代码如下:
function genModulePreamble(ast, context) {
const { push, newline, runtimeModuleName } = context;
if (ast.helpers.size) {
const helpers = Array.from(ast.helpers);
push(
`import { ${helpers
.map((s) => `${helperNameMap[s]} as _${helperNameMap[s]}`)
.join(", ")} } from ${JSON.stringify(runtimeModuleName)}
`,
-1 /* End */
);
}
genHoists(ast.hoists, context);
newline();
push(`export `);
}
其中的ast.helpers
是在transform
阶段收集的需要从vue中import导入的函数,无需将vue中所有的函数都import导入。在debug终端看看helpers
数组中的值如下图:
从上图中可以看到需要从vue中import导入toDisplayString
、openBlock
、createElementBlock
这三个函数。
在执行push
方法之前我们先来看看此时的render函数字符串是什么样的,如下图:
从上图中可以看到此时生成的render函数字符串还是一个空字符串,执行完push方法后,我们来看看此时的render函数字符串是什么样的,如下图:
从上图中可以看到此时的render函数中已经有了import {xxx} from "vue"
了。
这里执行的genHoists
函数就是前面 搞懂 Vue 3 编译优化:静态提升的秘密文章中讲过的静态提升的入口。
生成render函数中的函数名称和参数
执行完genModulePreamble
函数后,已经生成了一条import {xxx} from "vue"
了。我们接着来看generate
函数中render函数的函数名称和参数是如何生成的,代码如下:
const functionName = `render`;
const args = ["_ctx", "_cache"];
args.push("$props", "$setup", "$data", "$options");
const signature = args.join(", ");
push(`function ${functionName}(${signature}) {`);
上面的代码很简单,都是执行push
方法向render函数中添加code字符串,其中args
数组就是render函数中的参数。我们在来看看执行完上面这块代码后的render函数字符串是什么样的,如下图:
从上图中可以看到此时已经生成了render函数中的函数名称和参数了。
生成render函数中return的内容
接着来看generate
函数中最后一块代码,如下:
indent();
push(`return `);
genNode(ast.codegenNode, context);
首先调用indent
方法插入一个换行符并且增加一个锁进,然后执行push
方法添加一个return
字符串。
接着以根节点的codegenNode
属性为参数执行genNode
函数生成return中的内容,在我们这个场景中genNode
函数简化后的代码如下:
function genNode(node, context) {
switch (node.type) {
case NodeTypes.SIMPLE_EXPRESSION:
genExpression(node, context)
break
case NodeTypes.INTERPOLATION:
genInterpolation(node, context);
break;
case NodeTypes.VNODE_CALL:
genVNodeCall(node, context);
break;
}
}
这里涉及到SIMPLE_EXPRESSION
、INTERPOLATION
和VNODE_CALL
三种AST抽象语法树node节点类型:
-
INTERPOLATION
:表示当前节点是双大括号节点,我们这个demo中就是:{{msg}}
这个文本节点。 -
SIMPLE_EXPRESSION
:表示当前节点是简单表达式节点,在我们这个demo中就是双大括号节点{{msg}}
中的更里层节点msg
-
VNODE_CALL
:表示当前节点是虚拟节点,比如我们这里第一次调用genNode
函数传入的ast.codegenNode
(根节点的codegenNode
属性)就是虚拟节点。
genVNodeCall
函数
由于当前节点是虚拟节点,第一次进入genNode
函数时会执行genVNodeCall
函数。在我们这个场景中简化后的genVNodeCall
函数代码如下:
const OPEN_BLOCK = Symbol(`openBlock`);
const CREATE_ELEMENT_BLOCK = Symbol(`createElementBlock`);
function genVNodeCall(node, context) {
const { push, helper } = context;
const { tag, props, children, patchFlag, dynamicProps, isBlock } = node;
if (isBlock) {
push(`(${helper(OPEN_BLOCK)}(${``}), `);
}
const callHelper = CREATE_ELEMENT_BLOCK;
push(helper(callHelper) + `(`, -2 /* None */, node);
genNodeList(
// 将参数中的undefined转换成null
genNullableArgs([tag, props, children, patchFlag, dynamicProps]),
context
);
push(`)`);
if (isBlock) {
push(`)`);
}
}
首先判断当前节点是不是block节点,由于此时的node为根节点,所以isBlock
为true。将断点走进helper
方法,我们来看看helper(OPEN_BLOCK)
返回值是什么。helper
方法的代码如下:
const helperNameMap = {
[OPEN_BLOCK]: `openBlock`,
[CREATE_ELEMENT_BLOCK]: `createElementBlock`,
[TO_DISPLAY_STRING]: `toDisplayString`,
// ...省略
};
helper(key) {
return `_${helperNameMap[key]}`;
}
helper
方法中的代码很简单,这里的helper(OPEN_BLOCK)
返回的就是_openBlock
。
将断点走到第一个push
方法,代码如下:
push(`(${helper(OPEN_BLOCK)}(${``}), `);
执行完这个push
方法后在debug终端看看此时的render函数字符串是什么样的,如下图:
从上图中可以看到,此时render函数中增加了一个_openBlock
函数的调用。
将断点走到第二个push
方法,代码如下:
const callHelper = CREATE_ELEMENT_BLOCK;
push(helper(callHelper) + `(`, -2 /* None */, node);
同理helper(callHelper)
方法返回的是_createElementBlock
,执行完这个push
方法后在debug终端看看此时的render函数字符串是什么样的,如下图:
从上图中可以看到,此时render函数中增加了一个_createElementBlock
函数的调用。
继续将断点走到genNodeList
部分,代码如下:
genNodeList(
genNullableArgs([tag, props, children, patchFlag, dynamicProps]),
context
);
其中的genNullableArgs
函数功能很简单,将参数中的undefined
转换成null
。比如此时的props
就是undefined
,经过genNullableArgs
函数处理后传给genNodeList
函数的props
就是null
。
genNodeList
函数
继续将断点走进genNodeList
函数,在我们这个场景中简化后的代码如下:
function genNodeList(nodes, context, multilines = false, comma = true) {
const { push } = context;
for (let i = 0; i < nodes.length; i++) {
const node = nodes[i];
if (shared.isString(node)) {
push(node);
} else {
genNode(node, context);
}
if (i < nodes.length - 1) {
comma && push(", ");
}
}
}
我们先来看看此时的nodes
参数,如下图:
这里的nodes
就是调用genNodeList
函数时传的数组:[tag, props, children, patchFlag, dynamicProps]
,只是将数组中的undefined
转换成了null
。
-
nodes
数组中的第一项为字符串p,表示当前节点是p标签。 -
由于当前p标签没有props,所以第二项为null的字符串。
-
第三项为p标签子节点:{{msg}}
-
第四项也是一个字符串,标记当前节点是否是动态节点。
在讲genNodeList
函数之前,我们先来看一下如何使用h
函数生成一个<p>{{ msg }}</p>
标签的虚拟DOM节点。根据vue官网的介绍,h
函数定义如下:
// 完整参数签名
function h(
type: string | Component,
props?: object | null,
children?: Children | Slot | Slots
): VNode
h
函数接收的第一个参数是标签名称或者一个组件,第二个参数是props对象或者null,第三个参数是子节点。
所以我们要使用h
函数生成demo中的p标签虚拟DOM节点代码如下:
h("p", null, msg)
h
函数生成虚拟DOM实际就是调用的createBaseVNode
函数,而我们这里的createElementBlock
函数生成虚拟DOM也是调用的createBaseVNode
函数。两者的区别是createElementBlock
函数多接收一些参数,比如patchFlag
和dynamicProps
。
现在我想你应该已经反应过来了,为什么调用genNodeList
函数时传入的第一个参数nodes
为:[tag, props, children, patchFlag, dynamicProps]
。这个数组的顺序就是调用createElementBlock
函数时传入的参数顺序。
所以在genNodeList
中会遍历nodes
数组生成调用createElementBlock
函数需要传入的参数。
先来看第一个参数tag
,这里tag
的值为字符串"p"。所以在for循环中会执行push(node)
,生成调用createElementBlock
函数的第一个参数"p"。在debug终端看看此时的render函数,如下图:
从上图中可以看到createElementBlock
函数的第一个参数"p"
接着来看nodes
数组中的第二个参数:props
,由于p标签中没有props
属性。所以第二个参数props
的值为字符串"null",在for循环中同样会执行push(node)
,生成调用createElementBlock
函数的第二个参数"null"。在debug终端看看此时的render函数,如下图:
从上图中可以看到createElementBlock
函数的第二个参数null
接着来看nodes
数组中的第三个参数:children
,由于children
是一个对象,所以以当前children节点作为参数执行genNode
函数。
这个genNode
函数前面已经执行过一次了,当时是以根节点的codegenNode
属性作为参数执行的。回顾一下genNode
函数的代码,如下:
function genNode(node, context) {
switch (node.type) {
case NodeTypes.SIMPLE_EXPRESSION:
genExpression(node, context)
break
case NodeTypes.INTERPOLATION:
genInterpolation(node, context);
break;
case NodeTypes.VNODE_CALL:
genVNodeCall(node, context);
break;
}
}
前面我们讲过了NodeTypes.INTERPOLATION
类型表示当前节点是双大括号节点,而我们这次执行genNode
函数传入的p标签children,刚好就是{{msg}}双大括号节点。所以代码会走到genInterpolation
函数中。
genInterpolation
函数
将断点走进genInterpolation
函数中,genInterpolation
代码如下:
function genInterpolation(node, context) {
const { push, helper } = context;
push(`${helper(TO_DISPLAY_STRING)}(`);
genNode(node.content, context);
push(`)`);
}
首先会执行push
方法向render函数中插入一个_toDisplayString
函数调用,在debug终端看看执行完这个push
方法后的render函数,如下图:
从上图中可以看到此时createElementBlock
函数的第三个参数只生成了一半,调用_toDisplayString
函数传入的参数还没生成。
接着会以node.content
作为参数执行genNode(node.content, context);
生成_toDisplayString
函数的参数,此时代码又走回了genNode
函数。
将断点再次走进genNode
函数,看看此时的node是什么样的,如下图:
从上图中可以看到此时的node节点是一个简单表达式节点,表达式为:$setup.msg
。所以代码会走进genExpression
函数。
genExpression
函数
接着将断点走进genExpression
函数中,genExpression
函数中的代码如下:
function genExpression(node, context) {
const { content, isStatic } = node;
context.push(
isStatic ? JSON.stringify(content) : content,
-3 /* Unknown */,
node
);
}
由于当前的msg
变量是一个ref
响应式变量,所以isStatic
为false
。所以会执行push
方法,将$setup.msg
插入到render函数中。
执行完push
方法后,在debug终端看看此时的render函数字符串是什么样的,如下图:
从上图中可以看到此时的render函数基本已经生成了,剩下的就是调用push
方法生成各个函数的右括号")"和右花括号"}"。将断点逐层走出,直到generate
函数中。代码如下:
function generate(ast) {
// ...省略
genNode(ast.codegenNode, context);
deindent();
push(`}`);
return {
ast,
code: context.code,
};
}
执行完最后一个 push
方法后,在debug终端看看此时的render函数字符串是什么样的,如下图:
从上图中可以看到此时的render函数终于生成啦!
总结
这是我画的我们这个场景中generate
生成render函数的流程图:
-
执行
genModulePreamble
函数生成:import { xxx } from "vue";
-
简单字符串拼接生成render函数中的函数名称和参数,也就是
function _sfc_render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
-
以根节点的
codegenNode
属性为参数调用genNode
函数生成render函数中return的内容。-
此时传入的是虚拟节点,执行
genVNodeCall
函数生成return _openBlock(), _createElementBlock(
和调用genNodeList
函数,生成createElementBlock
函数的参数。 -
处理p标签的
tag
标签名和props
,生成createElementBlock
函数的第一个和第二个参数。此时render函数return的内容为:return _openBlock(), _createElementBlock("p", null
-
处理p标签的children也就是
{{msg}}
节点,再次调用genNode
函数。此时node节点类型为双大括号节点,调用genInterpolation
函数。 -
在
genInterpolation
函数中会先调用push
方法,此时的render函数return的内容为:return _openBlock(), _createElementBlock("p", null, _toDisplayString(
。然后以node.content
为参数再次调用genNode
函数。 -
node.content
为$setup.msg
,是一个简单表达式节点,所以在genNode
函数中会调用genExpression
函数。执行完genExpression
函数后,此时的render函数return的内容为:return _openBlock(), _createElementBlock("p", null, _toDisplayString($setup.msg
-
调用push方法生成各个函数的右括号")"和右花括号"}",生成最终的render函数
-
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