VUE模板编译的实现原理

前言

在Vue.js 2.0中，模板编译是通过将模板转换为渲染函数来实现的。渲染函数是一个函数，它返回虚拟DOM节点，用于渲染实际的DOM。Vue.js的模板编译过程可以分为以下几个步骤：

• 将模板解析为抽象语法树（AST）；
• 对AST进行静态分析，找出其中的静态节点和动态节点；
• 生成渲染函数，包括生成静态节点的渲染函数和动态节点的渲染函数。

接下来，我们将重点介绍以上三个步骤。

将模板解析为抽象语法树（AST）

将模板解析为抽象语法树是模板编译的第一步。抽象语法树是一种树形结构，它将模板转换为语法树，便于后续的静态分析和代码生成。Vue.js使用了HTML解析器和指令解析器来解析模板，并生成AST。

HTML解析器的主要任务是将模板解析为标签节点和文本节点，同时记录标签节点之间的嵌套关系。指令解析器的主要任务是解析指令，例如v-bind、v-if、v-for等指令，并将其转换为AST节点。

以下是Vue.js中HTML解析器的相关代码：

// 解析模板，生成AST节点
function parse(template) {
  const stack = [] // 用于记录标签节点的栈
  let currentParent // 当前标签节点的父节点
  let root // AST树的根节点
 
  // 调用HTML解析器解析模板
  parseHTML(template, {
    // 处理标签节点的开始标记
    start(tag, attrs, unary) {
      // 创建标签节点
      const element = {
        type: 1, // 节点类型为标签节点
        tag, // 标签名
        attrsList: attrs, // 属性列表
        attrsMap: makeAttrsMap(attrs), // 属性列表转换成属性map
        parent: currentParent, // 父节点
        children: [] // 子节点
      }
 
      // 如果AST树还没有根节点，则将当前标签节点设置为根节点
      if (!root) {
        root = element
      }
 
      // 如果存在父节点，则将当前标签节点加入父节点的子节点列表中
      if (currentParent) {
        currentParent.children.push(element)
      }
 
      // 如果不是自闭合标签，则将当前标签节点压入栈中
      if (!unary) {
        stack.push(element)
        currentParent = element // 当前标签节点设置为父节点
      }
    },
 
    // 处理标签节点的结束标记
    end() {
      // 弹出栈顶的标签节点，当前标签节点设置为其父节点
      const element = stack.pop()
      currentParent = stack[stack.length - 1]
    },
 
    // 处理文本节点
    chars(text) {
      // 创建文本节点，并将其加入当前标签节点的子节点列表中
      const element = {
        type: 3, // 节点类型为文本节点
        text,
        parent: currentParent
      }
      if (currentParent) {
        currentParent.children.push(element)
      }
    }
  })
 
  // 返回AST树的根节点
  return root
}

对AST进行静态分析，找出其中的静态节点和动态节点

 

// 静态节点的类型
const isStaticKey = genStaticKeysCached('staticClass,staticStyle')
 
// 判断一个节点是否为静态节点
function isStatic(node) {
  if (node.type === 2) { // 表达式节点肯定不是静态节点
    return false
  }
  if (node.type === 3) { // 文本节点只有在它的值是纯文本时才是静态节点
    return true
  }
  return !!(node.pre || ( // 有v-pre指令的节点也是静态节点
    !node.hasBindings && // 没有绑定数据的节点也是静态节点
    !isBuiltInTag(node.tag) && // 不是内置标签的节点也是静态节点
    isStaticKey(node) // 属性只包含静态键的节点也是静态节点
  ))
}
 
// 标记静态节点
function markStatic(node) {
  node.static = isStatic(node)
  if (node.type === 1) {
    // 处理子节点
    for (let i = 0, l = node.children.length; i < l; i++) {
      const child = node.children[i]
      markStatic(child)
      if (!child.static) {
        node.static = false
      }
    }
    // 处理属性节点
    if (node.ifConditions) {
      for (let i = 1, l = node.ifConditions.length; i < l; i++) {
        const block = node.ifConditions[i].block
        markStatic(block)
        if (!block.static) {
          node.static = false
        }
      }
    }
  }
}
 
// 找出AST中的静态节点和动态节点
function optimize(root) {
  markStatic(root) // 标记静态节点
  // 优化静态节点
  function markStaticRoots(node) {
    if (node.type === 1) {
      if (node.static && node.children.length && !(node.children.length === 1 && node.children[0].type === 3)) {
        node.staticRoot = true
        return
      } else {
        node.staticRoot = false
      }
    }
  }
  // 遍历整个AST
  function dfs(node) {
    if (node.children) {
      for (let i = 0, l = node.children.length; i < l; i++) {
        const child = node.children[i]
        markStaticRoots(child)
        dfs(child)
      }
    }
  }
  dfs(root)
  return root
}

 在静态分析的过程中，我们需要标记出哪些节点是静态节点，哪些节点是动态节点。静态节点的特点是在渲染过程中不会发生变化，而动态节点则可能发生变化。因此，对于静态节点我们可以采用优化的手段，例如提取静态节点的生成代码，减少渲染过程中的重复计算。

将AST转换为渲染函数

在对AST进行静态分析后，接下来的任务是将AST转换为渲染函数。渲染函数就是一个函数，接收一个上下文对象作为参数，返回一个VNode节点。因此，我们需要将AST转换为一个函数，然后再将这个函数返回的VNode节点渲染出来。

将AST转换为渲染函数的过程是一个比较复杂的过程，涉及到许多细节。在Vue.js的源码中，这个过程是由createCompiler函数来完成的。createCompiler函数接收一个选项对象，包含了编译器的所有配置项，返回一个对象，包含了编译器的所有方法。

在createCompiler函数中，我们首先需要创建一个parse函数，用于将模板字符串解析为AST。在Vue.js中，我们使用了另外一个库——parse5，来解析HTML字符串。解析完成后，我们得到了一个AST，接下来就是对AST进行处理。

在对AST进行处理时，我们需要考虑以下几个问题：

• 如何处理指令和事件绑定
• 如何处理插槽
• 如何处理动态属性和静态属性
• 如何处理插值表达式
• 如何处理文本节点和HTML节点

这些问题的处理方式比较复杂，我们在这里不做详细的介绍。在Vue.js的源码中，这些问题的处理都是由不同的函数来完成的，最终将所有的函数组合起来，形成一个完整的编译器。

以下是createCompiler函数的实现：

export function createCompiler(baseOptions: CompilerOptions): Compiler {
  // 通过createCompiler函数，生成一个编译器Compiler对象
  function compile(
    template: string,
    options?: CompilerOptions
  ): CompiledResult {
    // 创建一个空的finalOptions对象
    const finalOptions = Object.create(baseOptions)
    // 创建一个空数组errors，用于存储编译过程中的错误信息
    const errors = []
    // 创建一个空数组tips，用于存储编译过程中的提示信息
    const tips = []
    // 定义finalOptions的warn方法，用于处理编译过程中的警告信息
    finalOptions.warn = (msg, tip) => {
      (tip ? tips : errors).push(msg)
    }
 
    // 将传入的options对象合并到finalOptions中
    if (options) {
      // 合并自定义模块
      if (options.modules) {
        finalOptions.modules =
          (baseOptions.modules || []).concat(options.modules)
      }
      // 合并自定义指令
      if (options.directives) {
        finalOptions.directives = extend(
          Object.create(baseOptions.directives || null),
          options.directives
        )
      }
      // 复制其他选项
      for (const key in options) {
        if (key !== 'modules' && key !== 'directives') {
          finalOptions[key] = options[key]
        }
      }
    }
 
    // 调用baseCompile函数进行编译，返回编译结果compiled
    const compiled = baseCompile(template, finalOptions)
    // 将编译过程中的错误信息和提示信息存储到compiled中
    compiled.errors = errors
    compiled.tips = tips
    return compiled
  }
 
  // 返回一个对象，包含compile和compileToFunctions两个方法
  return {
    compile,
    compileToFunctions: createCompileToFunctionFn(compile)
  }
}

以上是createCompiler函数的注释说明，我们在注释中解释了createCompiler函数的作用和实现细节，让读者更好地理解该函数的作用和用法。