解释 Vue 3 中的 `defineCustomElement` (Web Components API) 的源码实现,以及它如何将 Vue 组件转换为原生 Web Components。

嘿,各位观众老爷们,晚上好!我是你们的老朋友,今天咱不开车,来聊聊Vue 3里一个挺有意思的玩意儿:defineCustomElement。这玩意儿呢,就像是Vue通往Web Components世界的秘密通道,能把我们写的Vue组件,摇身一变成浏览器原生支持的Web Components。

咱们今天就来扒一扒它的源码,看看它到底是怎么把Vue组件变成Web Components的,以及这背后都发生了些啥。准备好了吗?发车!

一、啥是Web Components?为啥要用它?

在深入defineCustomElement之前,咱们得先搞清楚Web Components是啥,以及为啥我们需要它。

Web Components,顾名思义,就是Web组件。它是一套浏览器原生提供的技术,允许我们创建可复用的自定义HTML元素,就像 <button><div> 这些原生标签一样。

Web Components主要包含三部分:

  • Custom Elements: 定义自定义元素的行为和属性。
  • Shadow DOM: 将组件的内部结构封装起来,避免样式冲突。
  • HTML Templates: 定义组件的模板结构,可以高效地创建DOM节点。

为啥要用它呢?

  • 可复用性: 可以在任何支持Web Components的框架或项目中直接使用,甚至不需要任何框架。
  • 封装性: Shadow DOM保证了组件内部的样式和行为不会影响外部环境,反之亦然。
  • 互操作性: 更容易与其他框架或库集成,避免框架锁定。
  • 标准化: 浏览器原生支持,无需依赖第三方库,长期来看更加稳定。

简单来说,Web Components就像是乐高积木,可以随意组合,搭建出各种各样的应用。

二、defineCustomElement:Vue组件到Web Component的桥梁

在Vue 3中,defineCustomElement函数就是连接Vue组件和Web Components的桥梁。它的作用就是将一个Vue组件转换为一个原生的Web Component。

简单来说,你写了一个Vue组件,然后用defineCustomElement包装一下,就能得到一个可以直接在HTML中使用的自定义元素。

三、源码剖析:defineCustomElement的秘密

好了,废话不多说,直接上干货。我们来看看defineCustomElement的源码(简化版,去掉了类型定义等不重要的部分):

import {
  createApp,
  defineComponent,
  h,
  render,
  nextTick,
  reactive,
  watch,
  onUnmounted,
  inject,
  provide
} from 'vue';

export function defineCustomElement(
  component: any,
  options: any = {}
) {
  return class extends HTMLElement {
    // 组件实例
    private instance: any;
    // 影子 DOM
    private shadow: ShadowRoot;
    // 属性观察器
    private observedAttributes: string[] = [];

    constructor() {
      super();

      // 创建影子 DOM
      this.shadow = this.attachShadow({ mode: 'open' });

      // 创建 Vue 应用实例
      const app = createApp({
        render: () => h(component, this.getProps())
      });

      // 挂载 Vue 应用实例
      this.instance = app.mount(this.shadow);

      // 监听属性变化
      this.observedAttributes = Object.keys(component.props || {});
    }

    connectedCallback() {
      // 组件挂载到 DOM 时触发
    }

    disconnectedCallback() {
      // 组件从 DOM 移除时触发
      this.instance?.$destroy();
      this.instance = null;
    }

    attributeChangedCallback(name: string, oldValue: any, newValue: any) {
      // 属性变化时触发
      if (this.instance) {
        (this.instance.$data as any)[name] = newValue;
      }
    }

    static get observedAttributes() {
      return this.observedAttributes;
    }

    private getProps() {
        const props:any = {};
        this.observedAttributes.forEach(attr => {
            props[attr] = this[attr]; // 直接从 HTMLElement 实例上读取属性
        });
        return props;
    }
  };
}

代码解读:

  1. 继承 HTMLElement defineCustomElement 返回的是一个继承自 HTMLElement 的类。这意味着我们创建的自定义元素本质上就是一个标准的HTML元素。

  2. 创建 Shadow DOM:constructor 中,通过 this.attachShadow({ mode: 'open' }) 创建了一个 Shadow DOM。这保证了组件的封装性。mode: 'open' 意味着可以通过 JavaScript 访问 Shadow DOM 的内容。

  3. 创建 Vue 应用实例: 使用 createApp 创建一个 Vue 应用实例,并将我们的Vue组件作为根组件。这里用到了 h 函数,它是 Vue 3 中的虚拟 DOM 创建函数,相当于 Vue 2 中的 createElement

  4. 挂载 Vue 应用实例: 通过 app.mount(this.shadow) 将 Vue 应用实例挂载到 Shadow DOM 中。这意味着Vue组件的渲染结果会显示在Shadow DOM里。

  5. 监听属性变化: attributeChangedCallback 方法会在自定义元素的属性发生变化时被调用。在这个方法中,我们将属性的新值更新到Vue组件的 data 中,从而触发Vue组件的重新渲染。

  6. observedAttributes observedAttributes 是一个静态 getter 方法,返回一个数组,包含需要监听的属性名。 浏览器只会监听这些属性的变化,并触发 attributeChangedCallback

  7. getProps 用于获取当前元素上定义的属性,并将其转换为 Vue 组件可以使用的 props 对象。这样,Vue 组件就可以访问到 Web Component 的属性了。

流程图:

步骤 描述 对应代码
1 定义一个继承自 HTMLElement 的类。 class extends HTMLElement { ... }
2 constructor 中创建 Shadow DOM。 this.shadow = this.attachShadow({ mode: 'open' });
3 创建一个 Vue 应用实例,并将 Vue 组件作为根组件。 const app = createApp({ render: () => h(component, this.getProps()) });
4 将 Vue 应用实例挂载到 Shadow DOM 中。 this.instance = app.mount(this.shadow);
5 监听属性变化,并将属性的新值更新到 Vue 组件的 data 中。 attributeChangedCallback(name: string, oldValue: any, newValue: any) { ... }
6 定义 observedAttributes,指定需要监听的属性。 static get observedAttributes() { return this.observedAttributes; }

四、一个简单的例子

光说不练假把式,咱们来写一个简单的例子,看看 defineCustomElement 到底怎么用。

首先,我们创建一个Vue组件:

<!-- MyButton.vue -->
<template>
  <button @click="handleClick">
    {{ label }} - {{ count }}
  </button>
</template>

<script>
import { defineComponent, ref } from 'vue';

export default defineComponent({
  props: {
    label: {
      type: String,
      default: 'Click Me'
    }
  },
  setup(props) {
    const count = ref(0);

    const handleClick = () => {
      count.value++;
    };

    return {
      count,
      handleClick
    };
  }
});
</script>

然后,我们使用 defineCustomElement 将这个组件转换为一个Web Component:

// main.js
import { defineCustomElement } from 'vue';
import MyButton from './MyButton.vue';

const MyButtonElement = defineCustomElement(MyButton);

// 注册自定义元素
customElements.define('my-button', MyButtonElement);

最后,我们就可以在HTML中使用这个自定义元素了:

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <title>Vue Web Component Example</title>
</head>
<body>
  <my-button label="Awesome Button"></my-button>
  <script src="./main.js"></script>
</body>
</html>

在这个例子中,我们定义了一个名为 my-button 的自定义元素。它的行为和样式都由Vue组件 MyButton.vue 控制。 通过设置 label 属性,我们可以自定义按钮的文本。

五、注意事项和坑

  • Props的传递: Web Components的属性都是字符串类型的。如果你的Vue组件需要接收其他类型的props,需要在 attributeChangedCallback 中进行类型转换。

  • 事件的派发: 如果需要在Web Component中派发自定义事件,可以使用 dispatchEvent 方法。

  • 样式隔离: 由于使用了Shadow DOM,Web Component的样式和外部样式是隔离的。如果需要自定义Web Component的样式,可以使用CSS variables或者Shadow Parts。

  • 生命周期: Web Components的生命周期和Vue组件的生命周期略有不同。需要注意 connectedCallbackdisconnectedCallbackattributeChangedCallback 的使用。

  • 依赖注入: 如果你的Vue组件使用了依赖注入,需要在Web Component中手动实现依赖注入。可以使用 provideinject 函数。

六、高级用法:插槽 (Slots) 和事件 (Events)

Web Components 的强大之处在于它的可组合性。插槽和事件是实现组件间交互的重要方式,defineCustomElement 也支持它们。

插槽 (Slots)

插槽允许你将外部内容插入到 Web Component 的特定位置。Vue 的插槽概念与 Web Components 的插槽非常相似。

<!-- MyComponent.vue -->
<template>
  <div>
    <header>
      <slot name="header">Default Header</slot>
    </header>
    <main>
      <slot>Default Content</slot>
    </main>
    <footer>
      <slot name="footer">Default Footer</slot>
    </footer>
  </div>
</template>

在使用 Web Component 时,你可以这样插入内容:

<my-component>
  <template v-slot:header>
    <h1>Custom Header</h1>
  </template>
  <p>Custom Content</p>
  <template v-slot:footer>
    <p>Custom Footer</p>
  </template>
</my-component>

注意,这里我们使用了Vue的插槽语法 ( v-slot ),虽然最终渲染的是Web Component,但Vue仍然负责插槽内容的渲染。

事件 (Events)

Web Components 可以派发自定义事件,外部可以监听这些事件并作出响应。

<!-- MyComponent.vue -->
<template>
  <button @click="handleClick">Click Me</button>
</template>

<script>
import { defineComponent } from 'vue';

export default defineComponent({
  setup() {
    const handleClick = () => {
      const event = new CustomEvent('my-event', {
        detail: { message: 'Hello from Web Component!' },
        bubbles: true, // 是否冒泡
        composed: true // 是否穿透 Shadow DOM
      });
      document.dispatchEvent(event); // 派发到 document,因为shadow dom的缘故
    };

    return {
      handleClick
    };
  }
});
</script>

在外部,你可以这样监听事件:

<my-component></my-component>

<script>
  document.addEventListener('my-event', (event) => {
    console.log('Received event:', event.detail.message);
  });
</script>

这里,bubbles: true 允许事件冒泡到父元素,composed: true 允许事件穿透 Shadow DOM,使得外部可以监听到事件。 如果你的事件不需要冒泡或穿透 Shadow DOM,可以省略这两个属性。 注意事件需要派发到document层级,否则可能因为shadow dom的原因导致监听不到。

七、总结

defineCustomElement 是 Vue 3 中一个非常强大的工具,它让我们能够轻松地将 Vue 组件转换为原生的 Web Components。 通过了解 defineCustomElement 的源码和使用方法,我们可以更好地利用 Web Components 的优势,构建可复用、封装性强、互操作性好的Web应用。

总的来说,defineCustomElement 的核心思想就是创建一个继承自 HTMLElement 的类,然后在类的内部创建一个 Vue 应用实例,并将Vue组件挂载到 Shadow DOM 中。 通过监听属性变化,我们可以将外部属性传递给Vue组件,从而实现组件的交互。

好了,今天的分享就到这里。希望大家有所收获!咱们下期再见!

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