各位观众老爷们，大家好！ 欢迎来到“Vue 3 源码深度游”特别讲座！今天咱们不聊八卦，只聊技术硬核，聚焦Vue 3的“Custom Renderer”（自定义渲染器）。这玩意儿听起来高大上，其实就是让Vue能变身变形金刚，不在浏览器里也能耍得开的秘密武器。
一、什么是“自定义渲染器”？为什么要它？
你有没有想过，为什么Vue写的代码，最终能在浏览器里变成漂漂亮亮的网页？ 这中间，有一位默默奉献的幕后英雄，那就是“Renderer”（渲染器）。它负责把Vue组件的虚拟DOM（Virtual DOM）变成真实DOM，然后塞到浏览器里。
但问题来了：浏览器只是Vue的舞台之一啊！ 如果我想用Vue写个小程序，或者搞个服务端渲染（SSR），甚至用Vue来控制智能家居设备，难道要让Vue跪着求浏览器吗？
当然不能！ 这时候，“自定义渲染器”就闪亮登场了。 它可以让你接管渲染过程，自己定义把虚拟DOM“变成什么”。你想把它变成小程序组件，还是服务端字符串，甚至变成控制电灯开关的信号，都由你说了算。
简单来说，“自定义渲染器”就是一个“转换器”，把Vue的通用描述（Virtual DOM）转换成特定平台的现实。
二、设计模式：策略模式 + 依赖注入
Vue 3 的自定义渲染器设计，巧妙地运用了两种设计模式，让代码既灵活又易于扩展：
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策略模式（Strategy Pattern）：
把渲染的各种“策略”（比如创建元素、更新属性、插入节点）封装成一个个独立的函数对象，然后根据需要选择不同的策略组合来完成渲染。
想象一下，你在玩乐高积木。不同的积木块（策略）有不同的功能，你可以根据设计图（Virtual DOM）选择不同的积木块，搭建出各种各样的模型（真实DOM）。
// 策略接口 interface RendererOptions { createElement: (type: string) => any; patchProp: (el: any, key: string, prevValue: any, nextValue: any) => void; insert: (el: any, parent: any, anchor: any | null) => void; // ... 其他策略 } // 渲染函数，根据策略进行渲染 function render(vnode: VNode, container: any, options: RendererOptions) { const { createElement, patchProp, insert } = options; // 创建元素 const el = createElement(vnode.type); // 更新属性 for (const key in vnode.props) { patchProp(el, key, null, vnode.props[key]); } // 插入节点 insert(el, container, null); }这样，如果你想支持新的渲染目标，只需要提供一套新的策略实现即可，而不需要修改核心渲染逻辑。
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依赖注入（Dependency Injection）：
把渲染所需的各种“依赖”（比如创建元素的方法、更新属性的方法）通过参数传递给渲染函数，而不是在函数内部直接硬编码。
这就像你去餐馆吃饭，不需要自己跑到菜市场买菜、自己生火做饭，而是直接点菜，让厨师（渲染函数）根据你的需求（Virtual DOM）和餐馆提供的食材（依赖）来烹饪美食（真实DOM）。
// 创建渲染器时，注入依赖 const renderer = createRenderer({ createElement: (type) => document.createElement(type), patchProp: (el, key, prevValue, nextValue) => { // ... 更新 DOM 属性的逻辑 el[key] = nextValue; }, insert: (el, parent, anchor) => { parent.insertBefore(el, anchor); }, // ... 其他依赖 }); // 使用渲染器 renderer.render(vnode, document.getElementById('app'));通过依赖注入，渲染函数不再依赖于特定的平台环境，可以轻松地移植到其他环境中使用。
总结一下：
| 设计模式 | 作用 | 例子 |
|---|---|---|
| 策略模式 | 将渲染过程分解为一系列可替换的策略，方便扩展和定制。 | createElement、patchProp、insert 等函数，可以根据不同的平台提供不同的实现。 |
| 依赖注入 | 将渲染所需的依赖（如 createElement 函数）通过参数传递给渲染函数，而不是在函数内部硬编码，降低耦合性，提高可移植性。 |
createRenderer 函数接收一个包含各种渲染策略的对象作为参数，并在渲染过程中使用这些策略。 |
三、源码入口点：createRenderer
Vue 3 源码中，packages/runtime-core/src/renderer.ts 文件是自定义渲染器的核心。 其中的 createRenderer 函数，就是你开启自定义渲染之旅的入口点。
// packages/runtime-core/src/renderer.ts
import { RendererOptions } from './rendererOptions';
import { createVNode, VNode } from './vnode';
import { ComponentInternalInstance } from './component';
export interface Renderer {
render: (vnode: VNode | null, container: any) => void
createApp: (...args: any[]) => any
}
export function createRenderer<HostNode, HostElement>(
options: RendererOptions<HostNode, HostElement>
) {
return baseCreateRenderer<HostNode, HostElement>(options)
}
// baseCreateRenderer 的作用是创建渲染器核心逻辑，包括 patch 函数等。
function baseCreateRenderer<HostNode, HostElement>(
options: RendererOptions<HostNode, HostElement>,
) {
const {
createElement: hostCreateElement,
patchProp: hostPatchProp,
insert: hostInsert,
// ... 其他 host 操作
} = options
// patch 函数，核心的diff算法，用于比较新旧vnode，并更新真实DOM
const patch: PatchFn = (
n1: VNode | null,
n2: VNode,
container: HostElement,
anchor: HostNode | null,
parentComponent: ComponentInternalInstance | null = null,
parentSuspense: SuspenseBoundary | null = null,
isSVG: boolean = false,
optimized: boolean = false
) => {
// ... 省略大量的diff算法代码
// 根据不同的 vnode 类型，执行不同的更新策略
const { type, shapeFlag } = n2
switch (type) {
case Text:
// 处理文本节点
break
case Comment:
// 处理注释节点
break
case Fragment:
// 处理 Fragment 节点
break
default:
if (shapeFlag & ShapeFlags.ELEMENT) {
// 处理元素节点
} else if (shapeFlag & ShapeFlags.COMPONENT) {
// 处理组件节点
}
}
}
// 渲染函数，将 vnode 渲染到 container 中
const render: RootRenderFunction = (vnode, container) => {
if (vnode == null) {
// 如果 vnode 为 null，则卸载 container 中的内容
} else {
// 调用 patch 函数，将 vnode 渲染到 container 中
patch(null, vnode, container, null)
}
}
return {
render,
createApp: createAppAPI(render)
}
}这个函数接收一个 options 参数，它是一个包含了各种渲染策略的对象，比如：
createElement: 创建元素的方法。patchProp: 更新元素属性的方法。insert: 插入节点的方法。remove: 移除节点的方法。parentNode: 获取父节点的方法。nextSibling: 获取下一个兄弟节点的方法。setText: 设置文本节点内容的方法。createText: 创建文本节点的方法。
你只需要根据你的目标平台，提供这些策略的实现，就可以创建一个自定义的渲染器了。
createRenderer 函数内部会调用 baseCreateRenderer 函数，后者会根据你提供的 options，创建一个包含 render 函数和 createApp 函数的对象。
render函数： 负责将虚拟DOM渲染到指定的容器中。createApp函数： 用于创建Vue应用实例，并将其挂载到指定的容器中。
四、实战演练：用Vue 3写一个简单的控制台渲染器
光说不练假把式。 咱们来写一个简单的控制台渲染器，把Vue组件的虚拟DOM打印到控制台上。
// 定义渲染策略
const consoleRendererOptions = {
createElement: (type: string) => {
return { type, children: [], props: {} }; // 返回一个简单的对象，模拟DOM元素
},
patchProp: (el: any, key: string, prevValue: any, nextValue: any) => {
el.props[key] = nextValue;
},
insert: (el: any, parent: any) => {
parent.children.push(el);
},
remove: (el: any) => {
// 这里可以添加移除节点的逻辑
},
parentNode: (el: any) => {
// 这里可以添加获取父节点的逻辑
},
nextSibling: (el: any) => {
// 这里可以添加获取下一个兄弟节点的逻辑
},
setText: (el: any, text: string) => {
el.text = text;
},
createText: (text: string) => {
return { type: 'text', text };
},
};
// 创建渲染器
import { createRenderer } from 'vue';
const consoleRenderer = createRenderer(consoleRendererOptions);
// 创建Vue应用
import { createApp, h } from 'vue';
const app = createApp({
data() {
return {
message: 'Hello, Console!',
};
},
render() {
return h('div', { id: 'app', class: 'container' }, this.message);
},
});
// 渲染到控制台
const rootContainer = { type: 'root', children: [] }; // 模拟根容器
consoleRenderer.render(app._component.render(), rootContainer);
// 打印渲染结果
console.log(JSON.stringify(rootContainer, null, 2));运行这段代码，你会在控制台上看到类似这样的输出：
{
"type": "root",
"children": [
{
"type": "div",
"children": [
{
"type": "text",
"text": "Hello, Console!"
}
],
"props": {
"id": "app",
"class": "container"
}
}
]
}恭喜你！ 你已经成功地用Vue 3写了一个自定义渲染器，并把Vue组件渲染到了控制台上！
五、Vue 在非浏览器环境渲染的例子
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小程序：
Vue 可以通过自定义渲染器，将组件渲染成小程序原生组件。 比如，
uni-app就是一个基于 Vue 的跨平台开发框架，它使用了自定义渲染器，将Vue组件渲染成微信小程序、支付宝小程序等平台的原生组件。 -
服务端渲染（SSR）：
Vue 可以通过自定义渲染器，将组件渲染成HTML字符串，然后在服务器端返回给客户端。 这样可以提高首屏加载速度，改善SEO。
Nuxt.js就是一个基于 Vue 的服务端渲染框架，它使用了自定义渲染器，将Vue组件渲染成HTML字符串。 -
NativeScript-Vue:
允许你使用 Vue.js 构建原生移动应用，它利用自定义渲染器，将 Vue 组件映射到原生 iOS 和 Android UI 组件。
六、深入源码：patch 函数的奥秘
patch 函数是自定义渲染器中最核心的函数，它负责比较新旧虚拟DOM，并更新真实DOM。 它的实现非常复杂，涉及到大量的diff算法和优化策略。
patch 函数的基本流程如下：
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判断新旧虚拟DOM是否相同：
如果相同，则直接返回，不需要更新。
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判断新旧虚拟DOM的类型是否相同：
如果不同，则需要完全替换旧的DOM节点。
-
如果新旧虚拟DOM的类型相同，则进行diff：
- 更新属性： 比较新旧虚拟DOM的属性，更新真实DOM的属性。
- 更新子节点： 比较新旧虚拟DOM的子节点，递归调用
patch函数，更新子节点。
patch 函数的源码非常复杂，包含了大量的优化策略，比如：
- Keyed diff： 使用
key属性来标识子节点，可以更高效地更新子节点。 - 静态节点： 对于静态节点，只需要创建一次，然后缓存起来，下次直接使用。
- Fragment： 使用
Fragment节点来包裹多个子节点，可以减少DOM节点的数量。
七、自定义渲染器的应用场景
- 跨平台开发： 将Vue组件渲染成不同平台的原生组件，实现一套代码多端运行。
- 服务端渲染： 将Vue组件渲染成HTML字符串，提高首屏加载速度和SEO。
- 自定义UI框架： 使用Vue的组件化能力，构建自己的UI框架。
- 游戏开发： 将Vue组件渲染成游戏引擎的节点，实现游戏UI。
- 物联网： 将Vue组件渲染成控制设备的指令，实现智能家居。
八、注意事项
- 性能优化： 自定义渲染器的性能非常重要，需要仔细考虑各种优化策略。
- 平台差异： 不同平台的API和特性可能存在差异，需要做好兼容性处理。
- 调试： 自定义渲染器的调试比较困难，需要使用合适的调试工具和技巧。
九、总结
Vue 3的自定义渲染器是一个非常强大的特性，它让Vue可以突破浏览器的限制，在各种平台上发挥作用。 理解自定义渲染器的设计模式和源码，可以让你更好地掌握Vue的底层原理，并能够更加灵活地使用Vue。
希望今天的讲座对你有所帮助！ 谢谢大家！ 咱们下期再见！