Vue 3源码极客之:`Vue`的`VNode`:`VNode`的`props`、`children`和`type`的内部实现。

各位靓仔靓女,大家好!今天咱们来聊聊Vue 3源码里的VNode,这玩意儿就像Vue的灵魂,掌握它,你就能更深入地理解Vue的运作机制,写出更高效、更优雅的代码。准备好了吗?咱们这就开始!

开场白:VNode是啥?为啥重要?

简单来说,VNode(Virtual DOM Node,虚拟DOM节点)是Vue用来描述页面结构的一种数据结构。它是一个JavaScript对象,代表了真实DOM元素。Vue不是直接操作真实DOM,而是先操作VNode,然后通过Diff算法,找出VNode的变化,最终更新到真实DOM上。

那为啥要搞这么复杂?直接操作DOM不香吗?嗯,香是香,但架不住DOM操作慢啊!频繁操作真实DOM会导致页面卡顿,用户体验极差。VNode就像一个中间层,让Vue可以在内存中快速地进行各种操作,然后再批量更新到DOM,从而提升性能。

想象一下,你要搬家,是直接把家具一件一件地搬到新家,还是先把家具搬到仓库里,整理好,然后再一次性搬到新家?显然是后者效率更高。VNode就扮演着这个“仓库”的角色。

VNode的“三驾马车”:typepropschildren

VNode的核心属性就是typepropschildren。你可以把它们想象成一个家庭的三个重要成员,相互配合,才能构成一个完整的“家”。

  • type:VNode的“身份证明”

    type属性用来标识VNode的类型。它可以是以下几种:

    • 字符串: 表示一个HTML标签,比如'div''span'
    • 组件选项对象: 表示一个Vue组件,比如MyComponent
    • 函数: 表示一个函数式组件。
    • Symbol: Vue内部使用的一些特殊Symbol,比如FragmentTeleportSuspense

    type就像VNode的“身份证”,告诉Vue这个VNode是什么类型的元素,该如何处理。

  • props:VNode的“附加属性”

    props属性是一个对象,包含了VNode的属性和事件监听器。比如,对于一个div元素,props可能包含classstyleonClick等属性。

    props就像VNode的“装饰品”,用来设置VNode的外观和行为。

  • children:VNode的“子孙后代”

    children属性是一个数组,包含了VNode的子节点。子节点可以是VNode,也可以是简单的文本节点。

    children就像VNode的“后代”,用来构建VNode的层次结构。

源码剖析:typepropschildren的内部实现

咱们直接上代码,看看Vue 3源码里是怎么处理typepropschildren的。这里我们主要关注createVNode函数,它是创建VNode的核心函数。

// packages/runtime-core/src/vnode.ts

import { isString, isArray, isObject, isFunction, isSymbol } from '@vue/shared'
import { Component, ConcreteComponent } from './component'
import { RawSlots } from './componentSlots'
import { Data } from './componentProps'

export const Fragment = (Symbol ? Symbol('Fragment') : '__v_f') as symbol
export const Text = (Symbol ? Symbol('Text') : '__v_t') as symbol
export const Comment = (Symbol ? Symbol('Comment') : '__v_c') as symbol
export const Static = (Symbol ? Symbol('Static') : '__v_s') as symbol

export type VNodeTypes =
  | string
  | VNode
  | Component
  | ConcreteComponent
  | typeof Text
  | typeof Comment
  | typeof Fragment
  | typeof Static
  | Function // FunctionalComponent
  | null

export interface VNodeProps {
  [key: string]: any
  key?: string | number | symbol
  ref?: any // TODO
  // vnode hooks
  onVnodeBeforeMount?: () => void
  onVnodeMounted?: () => void
  onVnodeBeforeUpdate?: () => void
  onVnodeUpdated?: () => void
  onVnodeBeforeUnmount?: () => void
  onVnodeUnmounted?: () => void
}

export interface VNode<
  HostNode = any,
  HostElement = any,
  ExtraProps = { [key: string]: any }
> {
  __v_isVNode: true
  type: VNodeTypes
  props: (VNodeProps & ExtraProps) | null
  children: VNodeNormalizedChildren
  el: HostNode | undefined // corresponding dom node
  key: string | number | symbol | null
  shapeFlag: number
  component: Component | null
  dirs: DirectiveBinding[] | null
  transition: TransitionHooks<HostElement> | null
  // optimized props & flags for patch
  patchFlag: number
  dynamicProps: string[] | null
  dynamicChildren: VNode[] | null
  appContext: AppContext | null
  // user key for force updating component
  // this is exposed as a property on the vnode itself to avoid conflict with
  // existing props.
  ce: () => void | undefined
}

export type VNodeChild =
  | VNode
  | string
  | number
  | boolean
  | null
  | undefined
  | VNodeArrayChildren

export type VNodeArrayChildren = VNodeChild[]

export type VNodeNormalizedChildren =
  | string
  | VNodeArrayChildren
  | RawSlots
  | null

export const createVNode = ((
  type: VNodeTypes,
  props: (Data & VNodeProps) | null = null,
  children: VNodeNormalizedChildren = null,
  patchFlag: number = 0,
  dynamicProps: string[] | null = null,
  isBlockNode: boolean = false,
  needFullChildrenNormalization: boolean = false
): VNode => {
  const vnode: VNode = {
    __v_isVNode: true,
    type,
    props,
    children,
    el: null,
    key: props?.key ?? null,
    shapeFlag: ShapeFlags.ELEMENT, // default shapeFlag
    component: null,
    dirs: null,
    transition: null,
    patchFlag,
    dynamicProps,
    dynamicChildren: null,
    appContext: null,
    ce: undefined
  }

  // 根据type设置shapeFlag,表示VNode的类型
  normalizeVNodeShape(vnode, type)

  // 处理children,将children转换成标准格式
  if (isArray(children)) {
      //... 数组类型的children处理
  } else if (children != null) {
    //... 文本类型的children处理
  }

  return vnode
}) as typeof _createVNode

function normalizeVNodeShape(vnode: VNode, type: VNodeTypes) {
  const { shapeFlag } = vnode
  if (typeof type === 'string') {
    vnode.shapeFlag |= ShapeFlags.ELEMENT
  } else if (isObject(type)) {
    vnode.shapeFlag |= ShapeFlags.COMPONENT
  } else if (isFunction(type)) {
    // 函数组件
    vnode.shapeFlag |= ShapeFlags.FUNCTIONAL_COMPONENT
  }
}

export const ShapeFlags = {
  ELEMENT: 1,
  FUNCTIONAL_COMPONENT: 1 << 1,
  STATEFUL_COMPONENT: 1 << 2,
  TEXT_CHILDREN: 1 << 3,
  ARRAY_CHILDREN: 1 << 4,
  SLOTS_CHILDREN: 1 << 5,
  TELEPORT: 1 << 6,
  SUSPENSE: 1 << 7,
  COMPONENT_SHOULD_KEEP_ALIVE: 1 << 8,
  COMPONENT_KEPT_ALIVE: 1 << 9,
  COMPONENT: (1 << 2) | (1 << 1) //STATEFUL_COMPONENT | FUNCTIONAL_COMPONENT
}

这段代码只是VNode实现的一部分,为了展示核心逻辑,我省略了一些细节。

1. type的处理:normalizeVNodeShape 函数

normalizeVNodeShape 函数主要根据type的类型设置shapeFlagshapeFlag是一个枚举值,用来表示VNode的类型。Vue会根据shapeFlag来决定如何处理这个VNode。

例如,如果type是一个字符串,那么shapeFlag就会包含ShapeFlags.ELEMENT,表示这是一个HTML元素。如果type是一个组件选项对象,那么shapeFlag就会包含ShapeFlags.COMPONENT,表示这是一个Vue组件。

2. props的处理:直接赋值

props的处理相对简单,直接将传入的props对象赋值给VNode的props属性。Vue会在后续的Diff算法中,比较新旧VNode的props,找出需要更新的属性。

3. children的处理:标准化

children的处理稍微复杂一些,因为children的类型有很多种可能性,比如字符串、数组、VNode等。Vue需要将children转换成标准的格式,方便后续的处理。

  • 数组类型的children Vue会遍历数组,递归地创建VNode。
  • 文本类型的children Vue会创建一个文本VNode。

ShapeFlags:VNode的“性格标签”

ShapeFlags是一个非常重要的概念,它是一个枚举值,用来表示VNode的类型。Vue会根据ShapeFlags来决定如何处理这个VNode。

ShapeFlag 含义
ShapeFlags.ELEMENT HTML元素
ShapeFlags.FUNCTIONAL_COMPONENT 函数式组件
ShapeFlags.STATEFUL_COMPONENT 有状态组件
ShapeFlags.TEXT_CHILDREN 文本子节点
ShapeFlags.ARRAY_CHILDREN 数组子节点
ShapeFlags.SLOTS_CHILDREN 插槽子节点

通过ShapeFlags,Vue可以快速地判断VNode的类型,并进行相应的处理,提高了渲染效率。

VNode的创建时机

VNode通常在以下几个时机创建:

  • 模板编译: Vue会将模板编译成渲染函数,渲染函数会返回VNode。
  • 手动渲染: 你可以使用h函数手动创建VNode。
  • 组件渲染: 组件的render函数会返回VNode。

h函数:VNode的“制造工厂”

h函数是Vue提供的一个用于创建VNode的函数。它的用法如下:

// 创建一个div元素,包含一个文本子节点
const vnode = h('div', { class: 'container' }, 'Hello, Vue!');

// 创建一个组件VNode
const MyComponent = {
  template: '<div>My Component</div>'
};
const componentVnode = h(MyComponent);

h函数接受三个参数:

  • type VNode的类型。
  • props VNode的属性。
  • children VNode的子节点。

h函数会根据传入的参数,创建一个VNode对象。

VNode的Diff算法:寻找变化

VNode的Diff算法是Vue的核心算法之一。它通过比较新旧VNode,找出需要更新的部分,然后更新到真实DOM上。

Diff算法的基本思想是:

  • 同层比较: 只比较同一层级的VNode。
  • Key的重要性: 通过key属性来标识VNode的唯一性,方便Diff算法进行比较。
  • 最小化更新: 只更新需要更新的部分,避免不必要的DOM操作。

Diff算法的具体实现比较复杂,涉及到多种优化策略,比如:

  • 文本节点的比较: 直接比较文本内容。
  • 元素节点的比较: 比较typepropschildren
  • 组件节点的比较: 比较组件的propsslots

VNode的应用场景

VNode在Vue中有着广泛的应用,比如:

  • 渲染函数: 渲染函数会返回VNode,用于描述页面的结构。
  • 组件开发: 组件的render函数会返回VNode,用于描述组件的结构。
  • 自定义渲染器: 你可以使用VNode来实现自定义渲染器,将Vue应用渲染到不同的平台,比如Canvas、WebGL。

VNode的进阶技巧

  • 使用key属性: 在使用v-for指令时,一定要给每个VNode设置key属性,方便Diff算法进行比较。
  • 避免不必要的VNode创建: 尽量避免在render函数中创建大量的VNode,可以使用v-once指令来缓存静态VNode。
  • 使用Fragment: 使用Fragment可以避免在DOM中创建额外的父节点。
  • 理解patchFlag patchFlag是Vue 3新增的一个属性,用来标识VNode的变化类型,可以帮助Vue进行更精确的更新。

总结:VNode,Vue的灵魂

VNode是Vue的核心概念之一,理解VNode的内部实现,可以帮助你更深入地理解Vue的运作机制,写出更高效、更优雅的代码。

今天我们主要介绍了VNode的typepropschildren属性,以及ShapeFlagsh函数、Diff算法等相关概念。希望通过今天的讲解,大家对VNode有了更深入的理解。

Q&A环节

现在是Q&A环节,大家有什么问题可以提出来,我会尽力解答。

例如:

  • VNode和真实DOM有什么区别?
  • key属性的作用是什么?
  • 如何优化VNode的性能?
  • patchFlag是什么?

希望今天的讲座对大家有所帮助,谢谢大家!

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注