Vue.js设计与实现之十一-渲染器的设计-vue.js设计与实现

1、写在前面

在Vue.js框架很多功能依赖渲染器实现，也是框架性能的核心，能够直接影响框架性能。对此，Vue.js3的渲染器通过快捷路径更新的方式，利用编译器提供的信息提升性能。

2、渲染器和响应系统的结合

渲染器是用来执行渲染任务的，可以在浏览器平台来渲染真实DOM元素，它还能实现框架跨平台能力。

前面已经实现了reactivity的源码，为了后续方便讲解后续的操作，对此可以直接使用vue.js3的源码导入使用。

<script src="https://unpkg.com/@vue/reactivity@3.0.5/dist/reactivity.global.js" />

这样就可以通过暴露的API使用：

const {effect, ref} = VueReactivity;
function renderer(domString, container){
  container.innerHTML = domString;
}
const count = ref(1);

effect(()=>{
  renderer(`<h1>${count.value}</h1>`,document.getElementById("app"))
});
count.value++

渲染器把虚拟DOM节点渲染为真实DOM节点的过程叫做挂载，在Vue中mounted钩子函数会在挂载完成时触发，从而实现虚拟DOM的挂载。此外，渲染器还需要一个挂载点作为参数，用于指定具体的挂载位置，渲染器会将此DOM元素作为容器元素，可以实现内容的渲染。

在Vue.js3中是通过createRenderer函数来创建渲染器renderer，而renderer不仅包含渲染器函数render，还包括服务端渲染使用的hydrate函数。用于创建应用的createApp函数也是渲染器的一部分。

const renderer = createRenderer();
//首次渲染
renderer.render(oldVNode, document.querySelector("#app"));
//第二次渲染
renderer.render(newVNode, document.querySelector("#app"));

在上面代码中，首先调用createRenderer函数创建一个渲染器，通过调用渲染器的renderer.render函数创建新的DOM元素，而后将虚拟DOM节点vnode渲染到挂载点上，这就是挂载。

在同一个挂载DOM上，调用renderer.render函数进行渲染时，渲染器除了实现常规的DOM挂载外，还需要执行页面更新操作，也就是DOM更新。在渲染器会使用vnode与上次渲染的oldVNode进行比较，从而找到并更新变更点，此过程叫做"打补丁"(patch)即更新。

function createRenderer(){
  function render(domString, container){
    if(vnode){
      // 新vnode存在，将其与旧vnode传递给patch函数，进行打补丁
      patch(container._vnode, vnode, container);
    }else{
      if(container._vnode){
        // 如果旧节点vnode存在，则需要清空挂载点的DOM元素
        container.innerHTML = "";
      }
    }
    // 将vnode存储到container._vnode中
    container._vnode = vnode
  }
  return {
    render
  }
}

在上面代码中，是render函数的基本实现。patch函数是整个渲染器的核心入口，承载了最重要的渲染逻辑。

patch(n1, n2, container){
  /***/
}

n1：旧VNode。
n2：新VNode。
container：挂载容器。

3、自定义渲染器

我们看看如何自定义实现渲染器，实现跨平台能力，那就从普通的h1标签开始。

const vnode = {
  type:"h1",
  children:"pingping"
}

在上面代码中实现了一个简单的vnode，使用type属性描述vnode类型，type属性是字符串类型值时是普通标签。

const vnode = {
  type:"h1",
  children:"pingping"
}
const renderer = createRenderer();
//首次渲染
renderer.render(vnode, document.querySelector("#app"));

这样，我们就可以渲染为<h1>pingping</h1>，为了完成渲染工作，下面可以补充patch函数。

function createRenderer(){
  function patch(n1, n2, container){
    //如果n1不存在的时候，意味着挂载，需要调用mountElement函数完成挂载
    if(!n1){
      mountElement(n2, container);
    }else{
      //n1存在，即打补丁更新DOM节点
    }
  }
  function render(domString, container){
    if(vnode){
      // 新vnode存在，将其与旧vnode传递给patch函数，进行打补丁
      patch(container._vnode, vnode, container);
    }else{
      if(container._vnode){
        // 如果旧节点vnode存在，则需要清空挂载点的DOM元素
        container.innerHTML = "";
      }
    }
    // 将vnode存储到container._vnode中
    container._vnode = vnode
  }
  return {
    render
  }
}

在上面代码中，patch函数中参数n1不存在时，意味着没有旧VNode，此时只需要进行挂载即可。

function mountElement(vnode, container){
  const el = document.createElement(vnode.type);
  if(typeof vnode.children === "string"){
    el.textContent = vnode.children;
  }
  container.appendChild(el);
}

在上面代码中，简单实现了一个普通标签元素的挂载工作。Vue.js3是个跨平台框架，得益于一个不依赖平台的通用渲染器，而在mountElement函数中依赖了大量浏览器API。想要设计通用渲染器，就必须剥离与平台相关的API，当然可以将这些操作DOM的API作为createRenderer的配置项。

const renderer = createRenderer({
  //创建元素
  createElement(tag){
    return document.createElement(tag);
  },
  //设置元素的文本节点
  setElementText(el, text){
    el.textContent = text;
  },
  //用于给指定父节点添加指定元素
  insert(el, parent, achor = null){
    parent.insertBefore(el, anchor);
  }
})

上面代码中，可以将操作DOM的API封装为一个对象，并把它传递到createRenderer函数，可以通过配置项来取得操作DOM的api。

function createRenderer(options){
  const {
    createElement,
    setElementText,
    insert
  } = options;  
  function mountElement(vnode, container){
    const el = createElement(vnode.type);
    if(typeof vnode.children === "string"){
      setElementText(el, vnode.children)
    }
    insert(el, container);
  }
  function patch(n1, n2, container){
    //...
  }
  function render(domString, container){
     //...
  }
  return {
     render
  }
}

现在我们对自定义渲染器有个更深刻的认识，自定义渲染器不是什么黑盒子，只是通过代码抽象，让核心代码不再强依赖于平台特定API，通过自定义配置项实现跨平台。

4、写在最后

在本文中，我们了解到渲染器的作用和实现，知道其是将虚拟DOM转为真实DOM挂载到节点上，在进行节点更新的时候是通过patch实现的。为了实现跨平台渲染，那么就需要用户通过自定义配置项渲染器，从而实现DOM的渲染挂载。