剖析 Vue 3 源码中 `createVNode` 函数的参数和核心逻辑，以及它如何从模板编译结果生成 VNode。 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

大家好，欢迎来到今天的 Vue 3 源码剖析讲座。今天我们要聊的是 Vue 3 中一个非常核心的函数：createVNode。它的作用，简单来说，就是创建 VNode，也就是虚拟 DOM 节点。 VNode 是 Vue 用来描述真实 DOM 的一种数据结构，Vue 3 整个渲染更新机制都围绕着它展开。所以，理解 createVNode，可以帮助我们更深入地理解 Vue 3 的工作原理。

咱们今天就一起扒一扒 createVNode 的参数，核心逻辑，以及它如何从模板编译结果生成 VNode。准备好了吗？ Let’s go!

一、`createVNode` 函数签名：长长的参数列表

首先，我们来看一下 createVNode 函数的签名，也就是它的参数列表。这家伙有点长，但别怕，我们一个个来攻破：

function createVNode(
  type: VNodeTypes | ClassComponent | FunctionComponent | ConcreteComponent,
  props?: Data | null,
  children?: Children | null,
  patchFlag?: number,
  dynamicProps?: string[],
  shapeFlag?: number,
  isBlockNode?: boolean,
  needFullChildrenPatch?: boolean,
  dirs?: Directive[],
): VNode

这一堆参数，看着就让人头大，对不对？别急，我给你们整理成一个表格，方便理解：

参数名	类型	描述
`type`	`VNodeTypes \| ClassComponent \| FunctionComponent \| ConcreteComponent`	VNode 的类型，可以是 HTML 标签、组件、Fragment 等。
`props`	`Data \| null`	属性，一个对象，包含 VNode 的属性。
`children`	`Children \| null`	子节点，可以是字符串、VNode 数组等。
`patchFlag`	`number`	补丁标志，用于优化更新过程，指示 VNode 的哪些部分需要更新。
`dynamicProps`	`string[]`	动态属性，一个字符串数组，包含动态属性的 key。
`shapeFlag`	`number`	形状标志，指示 VNode 的形状，例如是否有子节点、子节点类型等。
`isBlockNode`	`boolean`	是否是 Block Node，用于优化动态组件的更新。
`needFullChildrenPatch`	`boolean`	是否需要完全补丁子节点，用于优化更新过程。
`dirs`	`Directive[]`	指令，一个指令数组，包含 VNode 上使用的指令。

是不是稍微清晰一点了？我们来一个个参数详细说说：

type: 这个参数非常重要，它决定了 VNode 是什么类型的节点。它可以是：
- HTML 标签名 (例如 'div', 'span')
- 组件 (可以是函数式组件或有状态组件)
- 一些特殊的 VNode 类型，例如 Fragment、Teleport、Suspense 等。这些类型定义在 VNodeTypes 这个类型别名中。
props: 顾名思义，就是 VNode 的属性。它是一个对象，包含了 HTML 属性、事件监听器、以及组件的 props。
children: VNode 的子节点。它可以是：
- 字符串 (文本节点)
- VNode 数组 (多个子节点)
- null (没有子节点)
- 甚至是一个函数 (用于渲染作用域插槽)
patchFlag: 这个参数是 Vue 3 性能优化的关键。它是一个数字，用不同的位来表示 VNode 的哪些部分是动态的，需要进行更新。 Vue 3 使用位运算来高效地检查这些标志。常见的 patchFlag 包括：
- TEXT: 文本节点内容是动态的。
- CLASS: class 属性是动态的。
- STYLE: style 属性是动态的。
- PROPS: 除了 class、style 和事件监听器之外的其他属性是动态的。
- FULL_PROPS: 属性的 key 是动态的。
- HYDRATE_EVENTS: 带有事件监听器。
- STABLE_FRAGMENT: 子节点顺序稳定。
- KEYED_FRAGMENT: 子节点带有 key。
- UNKEYED_FRAGMENT: 子节点没有 key。
- NEED_PATCH: 需要完整 patch。
- DYNAMIC_SLOTS: 动态插槽。
- DEV_ROOT_FRAGMENT: 仅用于开发环境，指示根 Fragment。
dynamicProps: 这是一个字符串数组，包含了动态属性的 key。例如，如果一个 VNode 的 props 中有一个属性 :title="dynamicTitle"，那么 dynamicProps 就会包含 'title'。
shapeFlag: 类似于 patchFlag，但是 shapeFlag 描述的是 VNode 的整体形状。常见的 shapeFlag 包括：
- ELEMENT: HTML 元素。
- FUNCTIONAL_COMPONENT: 函数式组件。
- STATEFUL_COMPONENT: 有状态组件。
- TEXT_CHILDREN: 子节点是文本。
- ARRAY_CHILDREN: 子节点是数组。
- SLOTS_CHILDREN: 子节点是插槽。
- TELEPORT: Teleport 组件。
- SUSPENSE: Suspense 组件。
- COMPONENT_PUBLIC_INSTANCE: 组件的公共实例。
- COMPONENT_SHOULD_UPDATE: 组件应该更新。
- COMPONENT_KEPT_ALIVE: 组件被 keep-alive 缓存。
- COMPONENT_ACTIVATED: 组件被激活。
- COMPONENT_DEACTIVATED: 组件被停用。
isBlockNode: 用于优化动态组件的更新。当一个组件包含动态组件时，Vue 3 会将这个组件标记为 block node。
needFullChildrenPatch: 指示是否需要完全补丁子节点。通常用于优化更新过程。
dirs: VNode 上使用的指令。

好了，参数部分就介绍到这里。记住，不必死记硬背这些参数，重要的是理解它们的作用。在实际开发中，我们很少直接调用 createVNode，而是通过模板编译器生成 VNode。接下来，我们来看看 createVNode 的核心逻辑。

二、`createVNode` 的核心逻辑：VNode 工厂

createVNode 的核心逻辑其实并不复杂，它主要就是创建一个 VNode 对象，并设置 VNode 的各种属性。我们可以把它看作是一个 VNode 工厂。

下面是 createVNode 函数的核心代码 (简化版)：

function createVNode(
  type: VNodeTypes | ClassComponent | FunctionComponent | ConcreteComponent,
  props: Data | null = null,
  children: Children | null = null,
  patchFlag: number = 0,
  dynamicProps: string[] | null = null,
  shapeFlag: number = 0,
  isBlockNode: boolean = false,
  needFullChildrenPatch: boolean = false,
  dirs: Directive[] | null = null,
): VNode {
  // 1. 处理 props 和 children
  if (props) {
    // ... 一些 props 的规范化处理
  }

  // 2. 确定 shapeFlag
  if (typeof type === 'string') {
    shapeFlag = ShapeFlags.ELEMENT;
  } else if (isFunction(type)) {
    shapeFlag = ShapeFlags.FUNCTIONAL_COMPONENT;
  } else if (isObject(type)) {
    shapeFlag = ShapeFlags.STATEFUL_COMPONENT;
  }

  if (children) {
    // ... 根据 children 的类型设置 shapeFlag
  }

  // 3. 创建 VNode 对象
  const vnode: VNode = {
    __v_isVNode: true,
    type,
    props,
    children,
    shapeFlag,
    patchFlag,
    dynamicProps,
    dirs,
    appContext: null,
    component: null,
    el: null,
    key: props && props.key,
  };

  // ... 一些其他的处理，例如设置 block node 等

  return vnode;
}

代码看起来很长，但其实主要做了这几件事：

处理 props 和 children: 对 props 和 children 进行一些规范化处理，例如将 children 转换为数组，处理事件监听器等。
确定 shapeFlag: 根据 type 和 children 的类型，设置 shapeFlag。 shapeFlag 决定了 VNode 的形状，例如是否有子节点、子节点类型等。
创建 VNode 对象: 创建一个 VNode 对象，并设置 VNode 的各种属性，包括 type、props、children、shapeFlag、patchFlag 等。
其他处理: 进行一些其他的处理，例如设置 block node 等。

我们来举个例子：

const vnode = createVNode(
  'div',
  { id: 'app', class: 'container' },
  'Hello Vue!'
);

这个例子会创建一个 div 元素的 VNode，它的 props 包含 id 和 class 属性，children 是一个字符串 'Hello Vue!'。

创建出来的 vnode 大概是这样的：

{
  __v_isVNode: true,
  type: 'div',
  props: {
    id: 'app',
    class: 'container'
  },
  children: 'Hello Vue!',
  shapeFlag: 1, // ShapeFlags.ELEMENT | ShapeFlags.TEXT_CHILDREN
  patchFlag: 0,
  dynamicProps: null,
  dirs: null,
  appContext: null,
  component: null,
  el: null,
  key: null
}

可以看到，createVNode 函数就像一个 VNode 工厂，它接收一些参数，然后创建一个 VNode 对象。

三、模板编译结果到 VNode：编译器的大作用

我们平时写 Vue 代码，都是用模板语法，例如：

<template>
  <div id="app" class="container">
    <h1>{{ message }}</h1>
    <button @click="handleClick">Click me</button>
  </div>
</template>

这些模板代码是怎么变成 VNode 的呢？这就要靠 Vue 的模板编译器了。

Vue 的模板编译器会将模板代码编译成渲染函数 (render function)。渲染函数的作用就是生成 VNode。渲染函数通常会调用 createVNode 函数来创建 VNode。

例如，上面的模板代码会被编译成类似这样的渲染函数：

import { createVNode, toDisplayString } from 'vue';

export function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
  return (createVNode("div", {
    id: "app",
    class: "container"
  }, [
    createVNode("h1", null, toDisplayString(_ctx.message), 1 /* TEXT */),
    createVNode("button", { onClick: _ctx.handleClick }, "Click me")
  ]));
}

可以看到，渲染函数内部调用了 createVNode 函数来创建 VNode。编译器会分析模板代码，确定 VNode 的 type、props、children、patchFlag 等参数，然后传递给 createVNode 函数。

div 的 type 是 "div"，props 是 { id: "app", class: "container" }，children 是一个包含两个 VNode 的数组。
h1 的 type 是 "h1"，children 是 _ctx.message (通过 toDisplayString 函数转换成字符串)，patchFlag 是 1 /* TEXT */，表示文本内容是动态的。
button 的 type 是 "button"，props 包含 onClick 事件监听器，children 是 "Click me"。

编译器还会进行一些优化，例如：

静态提升 (Static Hoisting)：将静态节点提升到渲染函数之外，避免重复创建。
PatchFlag：使用 patchFlag 标记动态节点，优化更新过程。

总而言之，模板编译器负责将模板代码转换成渲染函数，渲染函数负责调用 createVNode 函数生成 VNode。编译器在其中起到了至关重要的作用。

四、深入 `shapeFlag` 和 `patchFlag`：性能优化的秘密武器

前面我们提到了 shapeFlag 和 patchFlag 这两个参数，它们是 Vue 3 性能优化的关键。咱们来深入了解一下它们。

1. `shapeFlag`：描述 VNode 的形状

shapeFlag 用于描述 VNode 的形状，例如是否有子节点、子节点类型等。 Vue 3 使用位运算来高效地存储和检查 shapeFlag。

常见的 shapeFlag 包括：

ShapeFlag	值	描述
`ShapeFlags.ELEMENT`	`1`	HTML 元素。
`ShapeFlags.FUNCTIONAL_COMPONENT`	`2`	函数式组件。
`ShapeFlags.STATEFUL_COMPONENT`	`4`	有状态组件。
`ShapeFlags.TEXT_CHILDREN`	`8`	子节点是文本。
`ShapeFlags.ARRAY_CHILDREN`	`16`	子节点是数组。
`ShapeFlags.SLOTS_CHILDREN`	`32`	子节点是插槽。
`ShapeFlags.TELEPORT`	`64`	Teleport 组件。
`ShapeFlags.SUSPENSE`	`128`	Suspense 组件。
`ShapeFlags.COMPONENT_SHOULD_UPDATE`	`512`	组件应该更新。
`ShapeFlags.COMPONENT_KEPT_ALIVE`	`1024`	组件被 keep-alive 缓存。
`ShapeFlags.COMPONENT_ACTIVATED`	`2048`	组件被激活。
`ShapeFlags.COMPONENT_DEACTIVATED`	`4096`	组件被停用。

例如，如果一个 VNode 是一个 HTML 元素，并且有文本子节点，那么它的 shapeFlag 就是 ShapeFlags.ELEMENT | ShapeFlags.TEXT_CHILDREN。

在更新 VNode 的时候，Vue 3 会根据 shapeFlag 来判断如何更新 VNode。例如，如果 shapeFlag 包含 ShapeFlags.TEXT_CHILDREN，那么 Vue 3 就会更新 VNode 的文本内容。

2. `patchFlag`：标记动态节点

patchFlag 用于标记 VNode 的哪些部分是动态的，需要进行更新。 Vue 3 使用位运算来高效地存储和检查 patchFlag。

常见的 patchFlag 包括：

PatchFlag	值	描述
`PatchFlags.TEXT`	`1`	文本节点内容是动态的。
`PatchFlags.CLASS`	`2`	class 属性是动态的。
`PatchFlags.STYLE`	`4`	style 属性是动态的。
`PatchFlags.PROPS`	`8`	除了 class、style 和事件监听器之外的其他属性是动态的。
`PatchFlags.FULL_PROPS`	`16`	属性的 key 是动态的。
`PatchFlags.HYDRATE_EVENTS`	`32`	带有事件监听器。
`PatchFlags.STABLE_FRAGMENT`	`64`	子节点顺序稳定。
`PatchFlags.KEYED_FRAGMENT`	`128`	子节点带有 key。
`PatchFlags.UNKEYED_FRAGMENT`	`256`	子节点没有 key。
`PatchFlags.NEED_PATCH`	`512`	需要完整 patch。
`PatchFlags.DYNAMIC_SLOTS`	`1024`	动态插槽。
`PatchFlags.DEV_ROOT_FRAGMENT`	`-1`	仅用于开发环境，指示根 Fragment。

例如，如果一个 VNode 的文本内容是动态的，那么它的 patchFlag 就是 PatchFlags.TEXT。

在更新 VNode 的时候，Vue 3 会根据 patchFlag 来判断 VNode 的哪些部分需要更新。例如，如果 patchFlag 包含 PatchFlags.TEXT，那么 Vue 3 就会更新 VNode 的文本内容，而不会更新其他的属性。

通过 shapeFlag 和 patchFlag，Vue 3 可以精确地控制 VNode 的更新过程，避免不必要的 DOM 操作，从而提高性能。

五、总结：`createVNode` 的重要性

createVNode 函数是 Vue 3 中一个非常核心的函数。它负责创建 VNode，也就是虚拟 DOM 节点。 VNode 是 Vue 用来描述真实 DOM 的一种数据结构，Vue 3 整个渲染更新机制都围绕着它展开。

理解 createVNode 函数的参数和核心逻辑，可以帮助我们更深入地理解 Vue 3 的工作原理。特别是 shapeFlag 和 patchFlag 这两个参数，它们是 Vue 3 性能优化的关键。

虽然我们很少直接调用 createVNode 函数，但是理解它的原理，可以帮助我们更好地理解 Vue 3 的模板编译和更新机制，从而写出更高效的 Vue 代码。

好了，今天的讲座就到这里。希望大家有所收获！如果有什么问题，欢迎提问。

一、createVNode 函数签名：长长的参数列表

二、createVNode 的核心逻辑：VNode 工厂

三、模板编译结果到 VNode：编译器的大作用

四、深入 shapeFlag 和 patchFlag：性能优化的秘密武器

1. shapeFlag：描述 VNode 的形状

2. patchFlag：标记动态节点

五、总结：createVNode 的重要性

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