Vue 3自定义渲染器（Renderer）的实现：构建WeChat/Alipay小程序驱动的VNode挂载与更新流程 - 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

Vue 3 自定义渲染器：小程序驱动的 VNode 挂载与更新

大家好！今天我们来深入探讨 Vue 3 自定义渲染器，并以微信/支付宝小程序为例，讲解如何构建一个驱动小程序 VNode 挂载与更新的流程。Vue 3 的自定义渲染器为我们提供了高度的灵活性，可以将 Vue 的核心渲染逻辑应用于不同的平台，而不仅仅局限于浏览器。这为构建跨平台应用提供了强大的支持。

1. 理解 Vue 3 渲染器核心概念

在深入代码之前，我们需要了解 Vue 3 渲染器的几个核心概念：

VNode (Virtual Node)： 虚拟节点，是对真实 DOM 节点的抽象表示。它是一个 JavaScript 对象，包含了描述 DOM 节点所需的所有信息，例如标签名、属性、子节点等。
Renderer： 渲染器，负责将 VNode 转化为特定平台的真实节点（例如，浏览器中的 DOM 节点，小程序中的 WXML 节点），并进行挂载、更新和卸载操作。
Host Config： 主机配置，是一个对象，包含了特定平台的操作 API。渲染器通过 Host Config 来操作目标平台，而无需直接依赖平台的原生 API。

简单来说，Vue 的核心逻辑（例如，组件生命周期管理、响应式系统等）与特定平台的渲染逻辑是解耦的。渲染器负责核心逻辑与平台之间的桥梁作用。

2. 构建小程序 Host Config

首先，我们需要针对小程序平台构建一个 Host Config 对象。这个对象包含了渲染器需要使用的平台 API。以下是一个简化的 Host Config 示例，用于创建和操作小程序节点：

const hostConfig = {
  createElement(type) {
    // 在小程序中，我们无法直接创建 DOM 元素。
    // 这里只是一个占位符，实际小程序中创建元素通常通过框架提供的 API。
    console.log(`createElement: ${type}`);
    return { type }; // 返回一个带有 type 属性的简单对象
  },

  createText(text) {
    console.log(`createText: ${text}`);
    return { type: 'text', text };
  },

  setText(node, text) {
    console.log(`setText: ${node.type}, ${text}`);
    node.text = text;
  },

  insert(child, parent, anchor = null) {
    // 小程序中插入节点的逻辑。
    // child：要插入的子节点。
    // parent：父节点。
    // anchor：插入位置的参考节点（如果为 null，则添加到末尾）。
    console.log(`insert: child ${child.type}, parent ${parent.type}, anchor ${anchor ? anchor.type : 'null'}`);
    if (!parent.children) {
      parent.children = [];
    }

    if (anchor) {
      const index = parent.children.indexOf(anchor);
      if (index !== -1) {
        parent.children.splice(index, 0, child);
      } else {
        parent.children.push(child); // 如果 anchor 不存在，直接添加到末尾
      }
    } else {
      parent.children.push(child);
    }
  },

  remove(child) {
    // 小程序中移除节点的逻辑。
    console.log(`remove: ${child.type}`);
    const parent = child.parentNode; //需要parentNode属性
    if (parent && parent.children) {
      parent.children = parent.children.filter(c => c !== child);
    }
  },

  patchProp(el, key, prevValue, nextValue) {
    // 小程序中更新属性的逻辑。
    // el：要更新属性的元素。
    // key：属性名。
    // prevValue：之前的属性值。
    // nextValue：新的属性值。
    console.log(`patchProp: ${el.type}, ${key}, ${prevValue}, ${nextValue}`);
    el[key] = nextValue;
  },

  parentNode(node) {
    // 获取父节点的逻辑。
    console.log(`parentNode: ${node.type}`);
    return node.parentNode;
  },

  nextSibling(node) {
    // 获取下一个兄弟节点的逻辑。
    console.log(`nextSibling: ${node.type}`);
     const parent = node.parentNode;
     if(!parent || !parent.children) {
        return null;
     }

     const index = parent.children.indexOf(node);
     if(index === -1 || index === parent.children.length - 1) {
        return null;
     }

     return parent.children[index + 1];
  },

  //可选的API
  querySelector(selector) {
    // 查询节点的逻辑（可选）。
    console.log(`querySelector: ${selector}`);
    return null;
  },

  setScopeId(el, id) {
    // 设置作用域 ID 的逻辑（可选）。
    console.log(`setScopeId: ${el.type}, ${id}`);
  },

  cloneNode(node) {
    // 克隆节点的逻辑（可选）。
    console.log(`cloneNode: ${node.type}`);
    return { ...node };
  },

  insertStaticContent(content, parent, anchor, isSVG) {
    // 插入静态内容的逻辑（可选）。
    console.log(`insertStaticContent: ${content}, parent ${parent.type}, anchor ${anchor ? anchor.type : 'null'}, isSVG ${isSVG}`);
  },

  removeStaticContent(content, parent) {
    console.log(`removeStaticContent: ${content}, parent ${parent.type}`);
  }

};

解释：

createElement(type): 创建一个指定类型的元素。在小程序中，这可能涉及到调用小程序框架提供的创建组件的 API。这里简化为返回一个带有 type 属性的对象。
createText(text): 创建一个文本节点。
setText(node, text): 设置文本节点的内容。
insert(child, parent, anchor): 将一个子节点插入到父节点中。 anchor 参数允许指定插入位置，如果为 null，则添加到末尾。
remove(child): 从父节点中移除一个子节点.
patchProp(el, key, prevValue, nextValue): 更新元素的属性。
parentNode(node): 获取节点的父节点。
nextSibling(node): 获取节点的下一个兄弟节点。
querySelector(selector): (可选) 根据选择器查询节点。
setScopeId(el, id): (可选) 设置作用域 ID，用于 scoped CSS。
cloneNode(node): (可选) 克隆节点。
insertStaticContent(content, parent, anchor, isSVG): (可选) 插入静态内容，例如预渲染的 HTML。
removeStaticContent(content, parent): (可选) 移除静态内容。

重要提示： 上述 Host Config 只是一个示例，为了方便理解，进行了简化。实际的小程序 Host Config 会更加复杂，需要根据小程序框架的具体 API 进行调整。例如，微信小程序和支付宝小程序提供的创建、操作节点的 API 就有所不同。

3. 创建自定义渲染器实例

有了 Host Config 之后，我们就可以使用 Vue 3 提供的 createRenderer 函数来创建自定义渲染器实例：

import { createRenderer } from 'vue';

const { render, createApp } = createRenderer(hostConfig);

// createApp 函数用于创建应用程序实例。
// render 函数用于将 VNode 渲染到目标平台。

export { render, createApp };

createRenderer 函数接收 Host Config 作为参数，并返回一个包含 render 和 createApp 函数的对象。 render 函数是渲染器的核心，它负责将 VNode 树渲染到目标平台。 createApp 函数用于创建应用程序实例，类似于 Vue 2 中的 new Vue()。

4. 使用自定义渲染器渲染 VNode

现在，我们可以使用自定义渲染器来渲染 VNode 了。首先，我们需要创建一个 VNode：

import { h } from 'vue';

const vnode = h('div', { id: 'app' }, [
  h('text', 'Hello, Vue Custom Renderer!'),
  h('button', { onClick: () => alert('Clicked!') }, 'Click me')
]);

// 简化的app根节点
const appRoot = {type: 'root'}

这里使用 h 函数（类似于 Vue 2 中的 createElement）创建了一个 VNode，它表示一个包含文本和按钮的 div 元素。

然后，我们可以使用 render 函数将 VNode 渲染到小程序中的某个节点（这里用一个简化的对象表示）:

render(vnode, appRoot);

执行这段代码后，渲染器会按照 VNode 的描述，依次调用 Host Config 中定义的 API，最终将 VNode 渲染到小程序中。根据上述示例的HostConfig，你会看到控制台打印出大量的日志，模拟了节点的创建、插入和属性更新过程。

实际小程序渲染：

在实际的小程序开发中，我们需要将 VNode 渲染到小程序的 WXML 模板中。这通常涉及到以下步骤：

将 VNode 转换为 WXML 字符串： 编写一个函数，将 VNode 树转换为对应的 WXML 字符串。
更新小程序组件的数据： 将 WXML 字符串设置到小程序组件的数据中，触发小程序的重新渲染。

由于小程序框架的限制，我们无法直接操作小程序的 DOM 节点。因此，我们需要通过更新数据的方式来驱动小程序的渲染。

5. VNode 的更新流程

Vue 3 的渲染器不仅负责 VNode 的挂载，还负责 VNode 的更新。当组件的数据发生变化时，Vue 会生成新的 VNode 树，并将其与之前的 VNode 树进行比较（Diff 算法），找出需要更新的部分，然后调用 Host Config 中定义的 API 来更新真实节点。

以下是一个简化的 VNode 更新流程：

生成新的 VNode 树： 当组件的数据发生变化时，Vue 会重新执行组件的渲染函数，生成新的 VNode 树。
Diff 算法： Vue 会将新的 VNode 树与之前的 VNode 树进行比较，找出需要更新的部分。Diff 算法的目标是尽可能地减少 DOM 操作，提高渲染性能。
Patch： 根据 Diff 算法的结果，Vue 会调用 Host Config 中定义的 API 来更新真实节点。例如，如果某个节点的属性发生了变化，Vue 会调用 patchProp 函数来更新该属性。如果某个节点被移除，Vue 会调用 remove 函数来移除该节点。如果某个节点被添加，Vue 会调用 insert 函数来插入该节点。

示例：

假设我们有以下初始 VNode：

const initialVNode = h('div', { id: 'app', class: 'container' }, 'Hello');

然后，我们更新了组件的数据，导致 class 属性发生了变化：

const updatedVNode = h('div', { id: 'app', class: 'updated-container' }, 'Hello');

Diff 算法会发现 class 属性发生了变化，因此渲染器会调用 patchProp 函数来更新 class 属性：

hostConfig.patchProp(el, 'class', 'container', 'updated-container');

关键点：

Diff 算法是 VNode 更新流程的核心。Vue 3 使用了更高效的 Diff 算法，可以更准确地找出需要更新的部分，从而提高渲染性能。
patchProp 函数是更新属性的关键。渲染器会根据属性的类型和变化情况，选择合适的更新策略。

6. 适配小程序生命周期和事件处理

在将 Vue 3 应用于小程序时，我们需要注意适配小程序的生命周期和事件处理机制。

生命周期： 小程序组件有自己的生命周期函数（例如，onLoad、onShow、onHide、onUnload）。我们需要将 Vue 组件的生命周期钩子（例如，onMounted、onUpdated、onUnmounted）与小程序的生命周期函数进行对应。
事件处理： 小程序使用自定义的事件系统。我们需要将 Vue 的事件处理方式（例如，@click）转换为小程序的事件绑定方式（例如，bindtap）。

示例：

// Vue 组件
const MyComponent = {
  template: `
    <button @click="handleClick">Click me</button>
  `,
  methods: {
    handleClick() {
      console.log('Button clicked!');
    }
  },
  onMounted() {
    console.log('Component mounted!');
  },
  onUnmounted() {
    console.log('Component unmounted!');
  }
};

// 小程序组件
Component({
  lifetimes: {
    attached() {
      // 对应 Vue 的 onMounted
      console.log('小程序组件 attached');
      // 假设已经将 MyComponent 渲染到小程序组件中
      // 可以在这里执行一些初始化操作
    },
    detached() {
      // 对应 Vue 的 onUnmounted
      console.log('小程序组件 detached');
      // 可以在这里执行一些清理操作
    }
  },
  methods: {
    handleClick() {
      // 对应 Vue 的 handleClick
      console.log('小程序组件 Button clicked!');
      // 可以在这里执行一些事件处理逻辑
    }
  }
});

适配策略：

生命周期： 在 Host Config 中，我们可以提供一些钩子函数，用于在 Vue 组件的生命周期钩子被调用时，执行小程序的生命周期函数。
事件处理： 在 patchProp 函数中，我们可以根据属性名判断是否为事件监听器，如果是，则将其转换为小程序的事件绑定方式。

7. 总结和一些实践方向

今天我们探讨了 Vue 3 自定义渲染器的核心概念和实现方式，并以小程序为例，讲解了如何构建一个驱动小程序 VNode 挂载与更新的流程。自定义渲染器为我们提供了强大的灵活性，可以将 Vue 的核心渲染逻辑应用于不同的平台。

小程序组件封装： 可以将 Vue 组件封装成小程序自定义组件，实现更高级的跨平台组件复用。
其他平台支持： 除了小程序，还可以将 Vue 3 应用于其他平台，例如，React Native、Taro 等。
性能优化： 针对特定平台，可以对渲染器进行性能优化，例如，减少 DOM 操作、使用更高效的 Diff 算法。

希望今天的分享能够帮助大家更好地理解 Vue 3 自定义渲染器，并将其应用于实际项目中。

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