Vue.js设计与实现之Vue.js3的设计思路-vue.js设计与实现

1.写在前面

本文将立足于全局视角去了解Vue.js3的设计思路、工作机制以及一些重要的独立组成部分，了解他们之间是如何相互独立、又相互配合的。了解描述UI的两种形式：模板字符串和虚拟DOM，Vue.js框架的两个重要组成部分：编译器和渲染器。

2.声明式描述UI

通过前面的介绍，我们知道Vue.js3是声明式UI框架，作者是如何参与设计一个声明式的UI框架，编写前端页面又涉及到哪些内容?

DOM元素
属性
事件
元素的层级结构

上面这些内容是原生包含的，进行框架设计时如何让它们变成响应式的，在Vue.js3中的解决方案是：

与原生html标签一样的描述DOM元素和属性、层级结构等 <div id="app"><span>onechuan</span></div>
使用:或v-bind来描述动态绑定的属性，使用@或v-on描述事件 <div id="app" :name="name" @click="handleClick">onechuan</div>

这样，使用者不需要手写任何命令式代码，就可以实现声明式描述UI。当然除了使用模板形式描述UI外，还能使用JS对象来描述：

const element = {
  //标签元素
  tag: "div",
  //标签属性
  props:{
    onClick: handleClick
  },
  //子节点
  children: [
    { tag:"span" }
  ]
}

对应的template模板是：

<div @click="handleClick"><span></span></div>

使用js数据对象描述和template模板有什么异同呢?

//h标签的限制
const level = 3;
const element = {
  tag: `h${level}`,//h3标签
}

我们看到对于js对象结构代码简洁清晰，而使用模板则需要进行穷举：

<h1 v-if="level === 1"></h1>
<h2 v-else-if="level === 2"></h2>
<h3 v-else-if="level === 3"></h1>
<h4 v-else-if="level === 4"></h1>
<h5 v-else-if="level === 5"></h1>
<h6 v-else-if="level === 6"></h1>

我们在Vue.js组件中通过手写渲染函数就是使用虚拟DOM来描述UI，h函数的返回值就是一个对象，用于开发者轻松地使用虚拟DOM描述UI。

import {h} from "vue";

export default {
  render(){
    return h("div",{ onClick: handleClick })//虚拟DOM
  }
}

对应的JS对象描述UI就是如下代码段：

export default {
  render(){
    return {
      tag:"div",
      props:{onClick: handleClick }
    }
  }
}

组件的渲染函数renderer的作用：Vue.js根据组件的render函数的返回值生成虚拟DOM，进而将组件内容进行渲染到页面。

3.初识渲染器

我们可以使用JS数据对象来描述虚拟DOM，那么虚拟DOM又是如何通过渲染函数转为真实DOM后，渲染到页面的呢?

在前面的代码片段中是使用JS数据对象来描述虚拟DOM：

const vnode = {
    tag:"div",
    props:{
        onclick:()=>console.log("hello pingping")
    },
    children:"please click me"
}

我们需要编写渲染函数renderer去将虚拟DOM渲染为真实DOM，接收两个参数：vnode虚拟DOM对象以及container真实DOM元素挂载点，container用于挂载渲染函数渲染的真实DOM元素。

function renderer(vnode, container){
    // 使用vnode的tag作为标签名渲染DOM元素
    const el = document.createElement(vnode.tag)
    // 遍历vnode的props作为DOM元素的属性和事件
    for(const key in vnode.props){
        if(/^on/.test(key)){
            // 如果key以on开头，这说明他是一个事件
            el.addEventListener(
                key.substring(2).toLowerCase(),//事件名称将onClick-->click
                vnode.props[key]//事件处理函数
            )
        }
    }

    // 处理children
    if(typeof vnode.children === "string"){
        // 如果是字符串，直接作为元素的文本子节点
        el.appendChild(document.createTextNode(vnode.children))
    }else if(Array.isArray(vnode.children)){
        // 递归调用renderer函数进行渲染子节点，使用当前元素el作为挂载点
        vnode.children.forEach(child=>renderer(child,el))
    }
    // 将元素添加到挂载点
    container.appendChild(el)
}

调用：

renderer(vnode, document.body)

点击按钮后：

渲染器renderer的实现思路：

创建元素
给元素添加属性和事件
递归遍历children创建节点

4.组件的本质

组件是一组DOM元素的封装，而这组DOM元素就是组件渲染的内容，对此可以定义函数来描述这段真实DOM元素对应的虚拟DOM对象。

const MyComponent = function(){
    return {
        tag:"div",
        props:{
            onClick: ()=>console.log("hello world")
        },
        children:"click me"
    }
}

通过虚拟DOM对象中tag属性可以用于存储组件函数，将其作为标签类型进行渲染，同样的也需要渲染器renderer函数。当然，此时的渲染函数需要根据待渲染标签的类型进行判定，是普通标签元素还是组件元素。

const vnode = {
    tag: MyComponent
}

renderer(vnode, document.body)

function renderer(vnode, container){
    // 判断是标签元素还是组件
    if(typeof vnode.tag === "string"){
        // 如果是字符串，直接作为元素的标签元素
        mountElement(vnode, container)
    }else{
        mountComponent(vnode, container)
    }
}

// 渲染元素
function mountElement(vnode, container){
    // 使用vnode.tag 作为标签名称创建DOM元素
    const el = document.createElement(vnode.tag)
    // 遍历vnode的props作为DOM元素的属性和事件
    for(const key in vnode.props){
        if(/^on/.test(key)){
            // 如果key以on开头，这说明他是一个事件
            el.addEventListener(
                key.substring(2).toLowerCase(),//事件名称将onClick-->click
                vnode.props[key]//事件处理函数
            )
        }
    }

    // 处理children
    if(typeof vnode.children === "string"){
        // 如果是字符串，直接作为元素的文本子节点
        el.appendChild(document.createTextNode(vnode.children))
    }else if(Array.isArray(vnode.children)){
        // 递归调用renderer函数进行渲染子节点，使用当前元素el作为挂载点
        vnode.children.forEach(child=>renderer(child,el))
    }
    // 将元素添加到挂载点
    container.appendChild(el)
}

// 渲染组件
function mountComponent(vnode, container){
    // 调用组件函数，获取组件要渲染的内容-虚拟DOM
    const subtree = vnode.tag()
    // 递归调用renderer渲染subtree
    renderer(subtree, container)
}

5.模板的工作原理

其实，手写虚拟DOM还是使用模板形式，都可以声明式描述UI，在Vue.js框架设计中是始终支持两种形式的。我们知道JS对象描述虚拟DOM的形式，是通过渲染器renderer将虚拟DOM转为真实DOM的，那么模板又是如何渲染到页面的呢?

<div @click="handleClick">
  hello pingping
</div>
模板字符串渲染到页面，依赖于

模板字符串渲染到页面，依赖于Vue.js框架的一个重要函数--编译器compiler，其作用就是将模板字符串编译成与之功能对应的渲染函数：

render(){
  return h("div",{onClick: handleClick},"hello pingping")
}

对此，我们知道无论是使用模板字符串还是直接手写渲染函数，都是通过渲染函数将虚拟DOM转为真实DOM，最终将描述的内容渲染到页面上。只不过使用模板字符串多了一个编译过程，需要通过编译器将模板字符串编译成渲染函数。

6.编译器和渲染器组成有机整体

在Vue.js框架设计中，组件实现依赖于渲染器和编译器，而渲染器和编译器之间是彼此独立又相互依赖的重要部分。

7.写在后面

本文中，我们了解到Vue.js框架是通过声明式描述UI的，而描述UI又有两种形式：模板字符串和手写虚拟DOM的形式，虚拟DOM形式比模板字符串更加灵活，但是模板字符串比虚拟DOM形式更加直观。

在Vue.js框架设计中有两种重要的组成部分：编译器和渲染器，编译器就是将模板字符串编译成渲染函数，而渲染器则是将虚拟DOM创建为真实DOM，最终完成页面的渲染。