解释 Vue 3 中的 `Custom Renderer` (自定义渲染器) 的设计模式和源码入口点，它如何允许 Vue 在非浏览器环境渲染？

各位靓仔靓女，早上好！今天咱们来聊聊 Vue 3 里一个非常酷炫的特性：Custom Renderer (自定义渲染器)。听起来有点高大上，但其实掌握了它，你就能让 Vue 在各种奇奇怪怪的环境里跑起来，不再局限于浏览器了！

一、什么是 Custom Renderer？为什么要它？

想象一下，你写了一个 Vue 组件，里面定义了一堆按钮、文本框，然后 Vue 默认会把它们渲染成 HTML 里的 <button>, <input>, <div> 这些标签。浏览器就是 Vue 的默认舞台。

但如果现在你想把这些组件渲染到游戏引擎里，比如 Unity 或者 Cocos Creator，或者你想把它们渲染成原生移动应用的控件，又或者你想直接在服务器端生成静态 HTML，传统的 Vue 渲染器就无能为力了。

这时候，Custom Renderer 就登场了。它可以让你接管 Vue 的渲染过程，告诉 Vue “嘿，别再傻乎乎地生成 HTML 了，听我的，我来告诉你该怎么渲染这些组件！”。这就好比你给 Vue 配备了一副“变形金刚”的眼镜，让它能根据你的指令，变幻出各种不同的形态。

二、Custom Renderer 的核心概念

Custom Renderer 的核心在于 RendererOptions。这是一组钩子函数，你需要在创建 Custom Renderer 时实现这些函数，告诉 Vue 如何创建、更新、删除节点，如何设置属性等等。

说人话就是，RendererOptions 就像一份“操作手册”，告诉 Vue 在目标环境里如何“搭积木”。

常见的 RendererOptions 钩子函数包括：

钩子函数名	作用
`createElement`	创建一个元素节点。比如在浏览器里，这里会调用 `document.createElement`，但在你的自定义渲染器里，你可以创建游戏引擎里的一个游戏对象，或者创建一个原生控件。
`createText`	创建一个文本节点。
`createComment`	创建一个注释节点。
`insert`	将一个节点插入到另一个节点中。
`remove`	移除一个节点。
`patchProp`	更新元素的属性。比如在浏览器里，这里会设置元素的 `class`, `style`, `value` 等属性，但在你的自定义渲染器里，你可以设置游戏对象的材质、位置、大小等属性。
`setText`	设置文本节点的内容。
`setElementText`	设置元素节点的文本内容。
`parentNode`	获取一个节点的父节点。
`nextSibling`	获取一个节点的下一个兄弟节点。
`querySelector`	（可选）在宿主环境中使用选择器查询元素。
`setScopeId`	（可选）为元素设置 scopeId，用于处理 CSS Scope。
`cloneNode`	(可选) 克隆节点
`insertStaticContent`	(可选) 插入静态内容。

三、Custom Renderer 的源码入口点

Vue 3 提供了 createRenderer 函数来创建自定义渲染器。这个函数接收一个 RendererOptions 对象作为参数，并返回一个包含 render, createApp 等方法的对象，你可以用它来渲染你的 Vue 组件。

咱们来看看相关的源码（简化版，去掉了类型定义和一些细节）：

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

export function createRenderer(options) {
  const {
    createElement,
    createText,
    patchProp,
    insert,
    remove,
    // ... 其他 RendererOptions
  } = options;

  // 渲染函数，负责将 vnode 渲染到宿主环境
  const render = (vnode, container) => {
    // ... 渲染逻辑，会调用 options 里的钩子函数
    patch(null, vnode, container); // 初次渲染时， oldVNode 为 null
  };

  // patch 函数，对比新旧 vnode，进行更新
  const patch = (oldVNode, newVNode, container) => {
    // ... diff 算法，根据 vnode 的类型调用不同的处理函数
    // 比如处理元素节点，会调用 processElement
    processElement(oldVNode, newVNode, container);
  };

  const processElement = (oldVNode, newVNode, container) => {
    if (oldVNode === null) {
      // 初次渲染
      mountElement(newVNode, container);
    } else {
      // 更新
      patchElement(oldVNode, newVNode);
    }
  };

  const mountElement = (vnode, container) => {
    const { type, props, children } = vnode;
    const el = createElement(type); // 调用 createElement 创建元素

    if (props) {
      for (const key in props) {
        patchProp(el, key, null, props[key]); // 调用 patchProp 设置属性
      }
    }

    if (Array.isArray(children)) {
      children.forEach(child => {
        patch(null, child, el); // 递归渲染子节点
      });
    } else if (typeof children === 'string') {
      // 处理文本节点
      const textNode = createText(children);
      insert(textNode, el);
    }

    insert(el, container); // 调用 insert 将元素插入到容器中
  };

  const patchElement = (oldVNode, newVNode) => {
    // ... 比较新旧 vnode 的属性和子节点，并进行更新
    // 会调用 patchProp 和 patch 函数
  };

  // createApp 函数，用于创建 Vue 应用实例
  const createApp = (...args) => {
    const app = {
      mount(container) {
        // ... 将根组件渲染到容器中
        const vnode = createVNode(...args);
        render(vnode, container);
      }
    };
    return app;
  };

  return {
    render,
    createApp
  };
}

这段代码的核心是 createRenderer 函数，它接收 RendererOptions 作为参数，并返回一个包含 render 和 createApp 的对象。 render 函数负责将 vnode 渲染到宿主环境，它会递归地调用 patch 函数来比较新旧 vnode，并根据 vnode 的类型调用不同的处理函数。 patch 函数会调用 mountElement 和 patchElement 函数来处理元素节点的初次渲染和更新。在这些过程中，都会调用 RendererOptions 里的钩子函数。

四、一个简单的 Custom Renderer 例子 (渲染到控制台)

为了更好地理解 Custom Renderer 的工作原理，咱们来写一个简单的例子，把 Vue 组件渲染到控制台。

// 创建 RendererOptions
const rendererOptions = {
  createElement: (type) => {
    console.log(`创建元素: ${type}`);
    return { type, children: [], props: {} }; // 返回一个简单的对象，模拟 DOM 元素
  },
  createText: (text) => {
    console.log(`创建文本节点: ${text}`);
    return { type: 'text', text }; // 返回一个简单的对象，模拟文本节点
  },
  insert: (child, parent, anchor) => {
    console.log(`插入节点:`, child, `到`, parent);
    parent.children.push(child);
  },
  patchProp: (el, key, prevValue, nextValue) => {
    console.log(`更新属性: ${key} 从 ${prevValue} 到 ${nextValue}`);
    el.props[key] = nextValue;
  },
  remove: (child) => {
    console.log(`移除节点:`, child);
  },
  parentNode: (node) => {
    console.log(`获取父节点:`, node);
    return null; // 简化起见，这里始终返回 null
  },
  nextSibling: (node) => {
    console.log(`获取下一个兄弟节点:`, node);
    return null; // 简化起见，这里始终返回 null
  },
  setText: (node, text) => {
    console.log(`设置文本:`, node, text);
    node.text = text;
  },
  setElementText: (el, text) => {
      console.log(`设置元素文本:`, el, text);
      el.text = text;
  },
  createComment: (text) => {
      console.log(`创建注释：`, text);
      return { type: 'comment', text }
  }
};

// 创建 Custom Renderer
const { createApp } = createRenderer(rendererOptions);

// 创建 Vue 应用
const app = createApp({
  data() {
    return {
      message: 'Hello, Custom Renderer!'
    };
  },
  template: '<div>{{ message }}</div>'
});

// 挂载到控制台
app.mount({ type: 'root', children: [], props: {} }); // 模拟一个根容器

运行这段代码，你会在控制台看到类似这样的输出：

创建元素: div
创建文本节点: Hello, Custom Renderer!
插入节点: {type: 'text', text: 'Hello, Custom Renderer!'} 到 {type: 'div', children: [], props: {}}
设置元素文本: {type: 'div', children: [], props: {}} Hello, Custom Renderer!
插入节点: {type: 'div', children: Array(1), props: {}} 到 {type: 'root', children: [], props: {}}

这个例子虽然简单，但它展示了 Custom Renderer 的基本工作原理：你通过 RendererOptions 接管了 Vue 的渲染过程，让它按照你的指令来创建、更新、删除节点。

五、更复杂的例子：渲染到 Canvas

渲染到控制台只是个玩具，咱们来个更酷炫的：渲染到 Canvas。

首先，你需要一个 Canvas 元素：

<canvas id="myCanvas" width="500" height="500"></canvas>

然后，你需要实现 RendererOptions，告诉 Vue 如何在 Canvas 上绘制图形：

const canvas = document.getElementById('myCanvas');
const ctx = canvas.getContext('2d');

const rendererOptions = {
  createElement: (type) => {
    if (type === 'rect') {
      return { type: 'rect', x: 0, y: 0, width: 0, height: 0, fill: 'black' };
    }
    return null; // 其他元素类型不支持
  },
  patchProp: (el, key, prevValue, nextValue) => {
    el[key] = nextValue;
  },
  insert: (child, parent) => {
    parent.children.push(child);
  },
  remove: (child) => {
    // ...
  },
  parentNode: (node) => {
      return null;
  },
  nextSibling: (node) => {
      return null;
  },
  createText: (text) => {},
  setText: (node, text) => {},
  setElementText: (el, text) => {},
  createComment: (text) => {}
};

const { createApp } = createRenderer(rendererOptions);

const app = createApp({
  data() {
    return {
      rect: {
        x: 50,
        y: 50,
        width: 100,
        height: 100,
        fill: 'red'
      }
    };
  },
  template: '<rect :x="rect.x" :y="rect.y" :width="rect.width" :height="rect.height" :fill="rect.fill"></rect>'
});

const rootContainer = { type: 'root', children: [] };
app.mount(rootContainer);

// 渲染 Canvas
function renderCanvas(root) {
  ctx.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height); // 清空画布

  root.children.forEach(child => {
    if (child.type === 'rect') {
      ctx.fillStyle = child.fill;
      ctx.fillRect(child.x, child.y, child.width, child.height);
    }
  });
}

renderCanvas(rootContainer);

这段代码会在 Canvas 上绘制一个红色的矩形。你可以通过修改 rect 对象的值，来动态地改变矩形的位置、大小和颜色。注意，这里我们需要手动调用 renderCanvas 函数来将虚拟 DOM 渲染到 Canvas 上，因为 Custom Renderer 只是负责创建和更新虚拟 DOM，并不负责实际的渲染。

六、Custom Renderer 的应用场景

Custom Renderer 的应用场景非常广泛，只要你想让 Vue 在非浏览器环境里运行，它就能派上用场。

原生移动应用开发：可以使用 Custom Renderer 将 Vue 组件渲染成原生移动应用的控件，比如使用 Weex 或者 React Native。
游戏开发：可以将 Vue 组件渲染成游戏引擎里的游戏对象，方便地创建游戏 UI 和交互。
服务器端渲染 (SSR)：可以使用 Custom Renderer 在服务器端生成静态 HTML，提高首屏加载速度。
物联网 (IoT)：可以将 Vue 组件渲染到各种嵌入式设备上，创建智能家居、智能工厂等应用。
命令行界面 (CLI)：可以将 Vue 组件渲染成命令行界面的文本，方便地创建交互式 CLI 工具。

七、总结

Custom Renderer 是 Vue 3 里一个非常强大的特性，它让你摆脱了浏览器的束缚，可以将 Vue 组件渲染到各种不同的环境里。掌握了 Custom Renderer，你就掌握了 Vue 的“变形”能力，可以创造出各种意想不到的应用。

希望今天的讲解能帮助你理解 Custom Renderer 的原理和用法。下课！

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