从 vue 源码看问题 —— vue 编译器的解析(一)

本文涉及的产品
全局流量管理 GTM,标准版 1个月
云解析 DNS,旗舰版 1个月
公共DNS(含HTTPDNS解析),每月1000万次HTTP解析
简介: 从 vue 源码看问题 —— vue 编译器的解析

image.png


前言

Vue 编译器主要处理内容

  • 将组件的 html 模版解析成 AST 对象
  • 优化
  • 通过遍历 AST 对象,为每个节点做 静态标记,通过标记其是否为静态节点,然后进一步标记出 静态根节点,方便在后续更新过程中跳过这些静态节点
  • 标记静态根用于生成渲染函数阶段,生成静态根节点的渲染函数
  • AST 生成运行渲染函数
  • render 函数
  • staticRenderFns 数组,里面保存了所有的 静态节点的渲染函数

编译器的解析过程是如何将 html 字符串模版变成 AST 对象?

  • 遍历 HTML 模版字符串,通过正则表达式匹配 "<"
  • 跳过某些不需要处理的标签,比如:注释标签 <!-- xxx -->、条件注释标签 <!--[if IE]><!DOCTYPE html>
  • 解析开始标签
  1. 解析得到一个对象,包括标签名(tagName)、所有的属性(attrs)、标签在 html 模版字符串中的索引位置
  2. 接着处理上一步的 attrs 属性,将其变成 [{ name: attrName, value: attrVal, start: xx, end: xx }, ...] 的形式
  3. 通过标签名、属性对象和当前元素的父元素生成 AST 对象(普通的 JS 对象),通过 key、value 的形式记录了该元素的一些信息
  4. 接下来进一步处理开始标签上的一些指令,比如 v-pre、v-for、v-if、v-once,并将处理结果放到 AST 对象上
  5. 步骤(2、3、4)处理结束后将 ast 对象保存到 stack 数组中
  6. 之前的所有处理完成后,会截断 html 字符串,将已经处理掉的字符串截掉
  • 解析闭合标签
  • 如果匹配到结束标签,就从 stack 数组中拿出最后一个元素,它和当前匹配到的结束标签是一对
  • 再次处理开始标签上的属性,这些属性和前面处理的不一样,比如:key、ref、scopedSlot、样式 等,并将处理结果放到元素的 AST 对象
  • 然后将当前元素和父元素产生关联,给当前元素的 ast 对象设置 parent 属性,然后将自己放到父元素的 ast 对象的 children 数组中
  • 最后遍历完整个 html 模版字符串以后,返回 ast 对象

深入源码

编译器入口 —— Vue.prototype.$mount

文件位置:src\platforms\web\entry-runtime-with-compiler.js

这里重点在于获取动态渲染函数 render 函数和静态渲染函数 staticRenderFnscompileToFunctions 方法.

// 保存原来的 Vue.prototype.$mount 方法
const mount = Vue.prototype.$mount
/*
  重写 Vue.prototype.$mount
  问题:当一个配置项中存在 el、template、render 选项时,它们的优先级是怎样的?
  回答:源码中从上到下的处理顺序,决定了它们的优先级为:render > template > el
*/ 
Vue.prototype.$mount = function (
  el?: string | Element,
  hydrating?: boolean
): Component {
  /*
    el 有值,则通过 query 方法获取对应的 dom 元素
     1. el 是 string,则通过 document.querySelector(el) 获取 dom 元素
       - 获取到 dom 元素就直接返回 dom
       - 无法获取到 dom 元素就进行警告提示,并返回 document.createElement('div') 
     2. el 不是 string,则直接返回 el 本身
  */ 
  el = el && query(el)
  /* istanbul ignore if */
  // el 不能是 body 元素 和 html 元素
  if (el === document.body || el === document.documentElement) {
    process.env.NODE_ENV !== 'production' && warn(
      `Do not mount Vue to <html> or <body> - mount to normal elements instead.`
    )
    return this
  }
  //  获取配置选项
  const options = this.$options
  // resolve template/el and convert to render function
  // 当前配置选项中不存在 render 选项
  if (!options.render) {
    // 获取 template 模板
    let template = options.template
    // template 存在
    if (template) {
      // template 为 string
      if (typeof template === 'string') {
        // 字符串以 # 开头,代表是 id 选择器
        if (template.charAt(0) === '#') {
          // 获取 dom 元素对应的 innerHtml 字符内容
          template = idToTemplate(template)
          /* istanbul ignore if */
          // template 选项不能为空字符串
          if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && !template) {
            warn(
              `Template element not found or is empty: ${options.template}`,
              this
            )
          }
        }
      } else if (template.nodeType) {
        // 代表是一个 dom 元素,取出 dom 元素的 innerHTML 内容
        template = template.innerHTML
      } else {
        // 其他类型则不属于有效的 template 选项
        if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
          warn('invalid template option:' + template, this)
        }
        return this
      }
    } else if (el) {
      // template 不存在,直接使用 el 对应的 dom 元素作为 template 模板 
      template = getOuterHTML(el)
    }
    if (template) {
      /* istanbul ignore if */
      if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && config.performance && mark) {
        mark('compile')
      }
      // 获取对应的动态渲染函数 render 函数和静态渲染函数 staticRenderFns 
      const { render, staticRenderFns } = compileToFunctions(template, {
        // 在非生产环境下,编译时记录标签属性在模版字符串中开始和结束的位置索引
        outputSourceRange: process.env.NODE_ENV !== 'production',
        shouldDecodeNewlines,
        shouldDecodeNewlinesForHref,
        // 界定符,默认 {{}}
        delimiters: options.delimiters,
        // 是否保留注释
        comments: options.comments
      }, this)
      // 将 render 和 staticRenderFns 分别保存到配置选项上
      options.render = render
      options.staticRenderFns = staticRenderFns
      /* istanbul ignore if */
      if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && config.performance && mark) {
        mark('compile end')
        measure(`vue ${this._name} compile`, 'compile', 'compile end')
      }
    }
  }
  // 通过调用前面保存 mount 方法
  return mount.call(this, el, hydrating)
}
复制代码

compileToFunctions() 方法

文件位置:src\compiler\to-function.js

这里的重点是 createCompileToFunctionFn 方法的入参 compile 函数.

/* 
    1、如果缓存中有编译结果,直接返回缓存的编译内容
    2、执行编译函数 compile,得到编译结果 compiled 
    3、处理编译期间出现的所有 error 和 tip,分别输出到控制台 
    4、将编译得到的字符串代码通过 new Function(codeStr) 转换成可执行的函数
       即 动态渲染函数 render 和 静态渲染函数 staticRenderFns
    5、缓存编译结果
*/
export function createCompileToFunctionFn (compile: Function): Function {
  const cache = Object.create(null)
  return function compileToFunctions (
    // 模板字符串
    template: string,
    // 编译选项
    options?: CompilerOptions,
    // 组件实例
    vm?: Component
  ): CompiledFunctionResult {
    // 复制配置选项
    options = extend({}, options)
    // 日志
    const warn = options.warn || baseWarn
    delete options.warn
    /* istanbul ignore if */
    if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
      // detect possible CSP restriction
      try {
        new Function('return 1')
      } catch (e) {
        if (e.toString().match(/unsafe-eval|CSP/)) {
          warn(
            'It seems you are using the standalone build of Vue.js in an ' +
            'environment with Content Security Policy that prohibits unsafe-eval. ' +
            'The template compiler cannot work in this environment. Consider ' +
            'relaxing the policy to allow unsafe-eval or pre-compiling your ' +
            'templates into render functions.'
          )
        }
      }
    }
    // 定义缓存对应的 key
    const key = options.delimiters
      ? String(options.delimiters) + template
      : template
    // 如果缓存中有编译结果,直接获取缓存的内容
    if (cache[key]) {
      return cache[key]
    }
    // 通过执行 compile 编译函数,得到编译结果
    const compiled = compile(template, options)
    // 检查编译结果中所有的 errors 和 tips,并输出到控制台
    if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
      if (compiled.errors && compiled.errors.length) {
        if (options.outputSourceRange) {
          compiled.errors.forEach(e => {
            warn(
              `Error compiling template:\n\n${e.msg}\n\n` +
              generateCodeFrame(template, e.start, e.end),
              vm
            )
          })
        } else {
          warn(
            `Error compiling template:\n\n${template}\n\n` +
            compiled.errors.map(e => `- ${e}`).join('\n') + '\n',
            vm
          )
        }
      }
      if (compiled.tips && compiled.tips.length) {
        if (options.outputSourceRange) {
          compiled.tips.forEach(e => tip(e.msg, vm))
        } else {
          compiled.tips.forEach(msg => tip(msg, vm))
        }
      }
    }
    // turn code into functions
    const res = {}
    const fnGenErrors = []
    /* 
     编译结果中 compiled.render 是一个可执行函数的字符串形式
     需要通过 createFunction 方法将 compiled.render 字符串变成一个真正可执行的函数
     本质就是通过 new Function(code) 的形式将字符串转换成函数
    */
    // 动态渲染函数
    res.render = createFunction(compiled.render, fnGenErrors)
    // 静态渲染函数
    res.staticRenderFns = compiled.staticRenderFns.map(code => {
      return createFunction(code, fnGenErrors)
    })
    // check function generation errors.
    // this should only happen if there is a bug in the compiler itself.
    // mostly for codegen development use
    /* istanbul ignore if */
    if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
      if ((!compiled.errors || !compiled.errors.length) && fnGenErrors.length) {
        warn(
          `Failed to generate render function:\n\n` +
          fnGenErrors.map(({ err, code }) => `${err.toString()} in\n\n${code}\n`).join('\n'),
          vm
        )
      }
    }
    // 缓存编译结果
    return (cache[key] = res)
  }
}
复制代码

compile() 方法

文件位置:src\compiler\create-compiler.js

这里的中调就是调用核心编译函数 baseCompile,传递模版字符串和最终的编译选项,得到编译结果.

export function createCompilerCreator (baseCompile: Function): Function {
  return function createCompiler (baseOptions: CompilerOptions) {
    /* 
     编译函数:
      1、选项合并,将 options 配置项合并到 finalOptions(baseOptions) 中,
         得到最终的编译配置对象
      2、调用核心编译器 baseCompile 得到编译结果
      3、将编译期间产生的 error 和 tip 挂载到编译结果上
      4、返回编译结果
     */
    function compile (
      // 模板字符串
      template: string,
      // 编译选项
      options?: CompilerOptions
    ): CompiledResult {
      // 以平台特有的编译配置为原型,创建编译选项对象
      const finalOptions = Object.create(baseOptions)
      const errors = []
      const tips = []
      // 日志,负责记录 error 和 tip
      let warn = (msg, range, tip) => {
        (tip ? tips : errors).push(msg)
      }
     // 如果存在编译选项,合并 options 和 baseOptions
      if (options) {
        if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && options.outputSourceRange) {
          // $flow-disable-line
          const leadingSpaceLength = template.match(/^\s*/)[0].length
         // 增强 日志 方法
          warn = (msg, range, tip) => {
            const data: WarningMessage = { msg }
            if (range) {
              if (range.start != null) {
                data.start = range.start + leadingSpaceLength
              }
              if (range.end != null) {
                data.end = range.end + leadingSpaceLength
              }
            }
            (tip ? tips : errors).push(data)
          }
        }
        // 合并自定义 modules 到 finalOptions 中
        if (options.modules) {
          finalOptions.modules =
            (baseOptions.modules || []).concat(options.modules)
        }
        // 合并自定义 directives 到 finalOptions 中
        if (options.directives) {
          finalOptions.directives = extend(
            Object.create(baseOptions.directives || null),
            options.directives
          )
        }
        // 除了 modules 和 directives,将其它配置项拷贝到 finalOptions 中
        for (const key in options) {
          if (key !== 'modules' && key !== 'directives') {
            finalOptions[key] = options[key]
          }
        }
      }
      finalOptions.warn = warn
     // 调用核心编译函数 baseCompile,传递模版字符串和最终的编译选项,得到编译结果
      const compiled = baseCompile(template.trim(), finalOptions)
      if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
        detectErrors(compiled.ast, warn)
      }
      // 将编译期间产生的错误和提示挂载到编译结果上
      compiled.errors = errors
      compiled.tips = tips
      // 返回编译结果
      return compiled
    }
    return {
      compile,
      compileToFunctions: createCompileToFunctionFn(compile)
    }
  }
}
复制代码

baseOptions 配置文件位置:src\platforms\web\compiler\options.js

export const baseOptions: CompilerOptions = {
  expectHTML: true,
  // 负责 class、style、v-model
  modules,
  // 指令
  directives,
  // pre 标签
  isPreTag,
  // 是否是一元标签
  isUnaryTag,
  // 必须用于 props 的属性
  mustUseProp,
  // 只有开始标签的标签
  canBeLeftOpenTag,
  // 保留标签
  isReservedTag,
  // 命名空间
  getTagNamespace,
  // 静态 key
  staticKeys: genStaticKeys(modules)
}
复制代码

baseCompile() 方法

文件位置:src\compiler\index.js

这里的重点就是通过 parse 方法将 html 模版字符串解析成 ast.

/*
  在这之前做的所有的事情,只是为了构建平台特有的编译选项(options),比如 web 平台
  1、将 html 模版字符串解析成 ast
  2、对 ast 树进行静态标记
  3、将 ast 生成渲染函数
     - 静态渲染函数放到 code.staticRenderFns 数组中
     - 动态渲染函数 code.render
     - 在将来渲染时执行渲染函数能够得到 vnode
 */
export const createCompiler = createCompilerCreator(function baseCompile(
  template: string,
  options: CompilerOptions
): CompiledResult {
  /* 
   将模版字符串解析为 AST 语法树
   每个节点的 ast 对象上都设置了元素的所有信息,如,标签信息、属性信息、插槽信息、父节点、子节点等
  */
  const ast = parse(template.trim(), options)
  /*
   优化,遍历 AST,为每个节点做静态标记
     - 标记每个节点是否为静态节点,,保证在后续更新中跳过这些静态节点
     - 标记出静态根节点,用于生成渲染函数阶段,生成静态根节点的渲染函数
 */
  if (options.optimize !== false) {
    optimize(ast, options)
  }
  /*
    从 AST 语法树生成渲染函数
    如:code.render = "_c('div',{attrs:{"id":"app"}},_l((arr),function(item){return _c('div',{key:item},[_v(_s(item))])}),0)"
  */
  const code = generate(ast, options)
  return {
    ast,
    render: code.render,
    staticRenderFns: code.staticRenderFns
  }
})


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