阐述 Vue 3 源码中 `compiler-core` 和 `runtime-core` 模块的职责划分,以及它们如何协同工作。

各位老铁,早上好!今天咱们来唠唠 Vue 3 源码里两个重量级选手:compiler-coreruntime-core。这俩哥们儿在 Vue 的运行机制中扮演着至关重要的角色,就像火箭的引擎和导航系统,一个负责提供动力,一个负责指引方向,少了谁都不行。

咱争取用最接地气的方式,把它们的关系掰开了、揉碎了,让大家听完之后,感觉 Vue 3 也没那么神秘了。

一、compiler-core:代码界的翻译官

简单来说,compiler-core 的核心职责就是把咱们写的 Vue 模板(template)翻译成浏览器能懂的 JavaScript 代码。你可以把它想象成一个精通多国语言的翻译官,把人类的语言(Vue 模板)翻译成机器的语言(渲染函数)。

这个翻译的过程可不是简单的“字对字”翻译,而是要经过一系列复杂的步骤,包括:

  1. 解析 (Parsing):把模板字符串拆解成一个个的语法单元,比如标签、属性、文本等等。这就好比把一篇文章拆成一个个句子。

    // 一个简单的模板字符串
    const template = `<div>
      <h1>Hello, {{ name }}!</h1>
      <p>This is a Vue 3 example.</p>
    </div>`;

    compiler-core 会将它解析成一个抽象语法树 (AST),AST 的结构大概是这样:

    {
      type: 'Root',
      children: [
        {
          type: 'Element',
          tag: 'div',
          children: [
            {
              type: 'Element',
              tag: 'h1',
              children: [
                {
                  type: 'Text',
                  content: 'Hello, '
                },
                {
                  type: 'Interpolation',
                  content: {
                    type: 'SimpleExpression',
                    content: 'name',
                    isStatic: false
                  }
                },
                {
                  type: 'Text',
                  content: '!'
                }
              ]
            },
            {
              type: 'Element',
              tag: 'p',
              children: [
                {
                  type: 'Text',
                  content: 'This is a Vue 3 example.'
                }
              ]
            }
          ]
        }
      ]
    }

    可以看到,模板被解析成了一个树形结构,每个节点都代表了模板中的一个元素或文本。

  2. 转换 (Transformation):对 AST 进行各种优化和转换,比如静态提升、v-if 转换、v-for 转换等等。这就像翻译官在翻译过程中,会根据上下文调整语句结构,让表达更流畅。

    • 静态提升 (Static Hoisting):如果模板中的某些节点是静态的(内容不会改变),那么 compiler-core 会将这些节点提升到渲染函数之外,避免重复创建。

    • v-if 转换compiler-core 会将 v-if 指令转换成 JavaScript 的条件语句,以便在运行时根据条件渲染不同的内容。

    • v-for 转换compiler-core 会将 v-for 指令转换成 JavaScript 的循环语句,以便在运行时循环渲染列表数据。

  3. 代码生成 (Code Generation):根据转换后的 AST 生成 JavaScript 渲染函数。这就像翻译官最终把优化后的语句翻译成目标语言。

    // 根据 AST 生成的渲染函数(简化版)
    function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
      return (_openBlock(), _createBlock("div", null, [
        _createElementVNode("h1", null, _toDisplayString(_ctx.name), 1 /* TEXT */),
        _createElementVNode("p", null, "This is a Vue 3 example.")
      ]))
    }

    这个渲染函数会返回一个虚拟 DOM (VNode),描述了组件应该如何渲染。

compiler-core 的主要职责可以总结为:

阶段 描述
解析 (Parsing) 将模板字符串解析成抽象语法树 (AST)。
转换 (Transformation) 对 AST 进行各种优化和转换,例如静态提升、v-if 转换、v-for 转换等。
代码生成 (Code Generation) 根据转换后的 AST 生成 JavaScript 渲染函数。

二、runtime-core:虚拟 DOM 的魔法师

runtime-core 负责的是 Vue 组件的运行时行为,包括虚拟 DOM 的创建、更新、渲染等等。你可以把它想象成一个魔法师,它拥有操作虚拟 DOM 的神奇力量,能够根据数据变化,高效地更新页面。

runtime-core 的主要职责包括:

  1. 虚拟 DOM (VNode) 的创建和更新runtime-core 提供了创建 VNode 的 API,例如 createVNode。它还负责比较新旧 VNode,找出差异,并更新实际 DOM。

    // 创建一个 VNode
    const vnode = createVNode('div', { id: 'app' }, 'Hello, Vue 3!');

    当数据发生变化时,runtime-core 会比较新旧 VNode 树,找出需要更新的节点。

  2. 组件的生命周期管理runtime-core 负责管理组件的生命周期,例如 beforeCreatecreatedmountedupdatedunmounted 等等。

    // 组件的生命周期钩子
    const MyComponent = {
      beforeCreate() {
        console.log('beforeCreate');
      },
      created() {
        console.log('created');
      },
      mounted() {
        console.log('mounted');
      },
      template: '<div>Hello, Vue 3!</div>'
    };

    runtime-core 会在组件的不同阶段调用相应的生命周期钩子。

  3. 响应式系统的集成runtime-core 与 Vue 的响应式系统紧密集成,当数据发生变化时,它会自动触发组件的更新。

    // 响应式数据
    const state = reactive({
      name: 'Vue 3'
    });
    
    // 当 state.name 发生变化时,组件会自动更新
    const MyComponent = {
      setup() {
        return {
          name: state.name
        };
      },
      template: '<div>Hello, {{ name }}!</div>'
    };
  4. 渲染器的抽象runtime-core 提供了一个渲染器的抽象层,允许 Vue 在不同的平台 (例如浏览器、服务器、NativeScript) 上运行。

    Vue 3 采用了一种基于"渲染器"的设计模式,允许将核心的组件和虚拟 DOM 逻辑与特定平台的渲染细节解耦。这意味着 runtime-core 负责处理组件生命周期、响应式系统、虚拟 DOM 操作等通用逻辑,而具体的 DOM 操作(比如创建元素、更新属性、插入节点等)则由渲染器来负责。

    例如,runtime-dom 模块就是为浏览器环境提供的渲染器,它使用浏览器的 DOM API 来操作实际的 DOM 节点。而 runtime-core 并不直接依赖于 runtime-dom,而是通过一个通用的接口与渲染器进行交互。

    // 一个简单的渲染器接口
    const renderer = {
      createElement: (tag) => {
        return document.createElement(tag);
      },
      patchProp: (el, key, prevValue, nextValue) => {
        el.setAttribute(key, nextValue);
      },
      insert: (el, parent) => {
        parent.appendChild(el);
      }
    };
    
    // 使用渲染器来创建和更新 DOM
    const vnode = {
      type: 'div',
      props: {
        id: 'app'
      },
      children: 'Hello, Vue 3!'
    };
    
    const el = renderer.createElement(vnode.type);
    renderer.patchProp(el, 'id', null, vnode.props.id);
    el.textContent = vnode.children;
    renderer.insert(el, document.body);

runtime-core 的主要职责可以总结为:

职责 描述
虚拟 DOM (VNode) 的创建和更新 提供创建 VNode 的 API,比较新旧 VNode,找出差异,并更新实际 DOM。
组件的生命周期管理 负责管理组件的生命周期,例如 beforeCreatecreatedmountedupdatedunmounted 等等。
响应式系统的集成 与 Vue 的响应式系统紧密集成,当数据发生变化时,它会自动触发组件的更新。
渲染器的抽象 提供一个渲染器的抽象层,允许 Vue 在不同的平台 (例如浏览器、服务器、NativeScript) 上运行。

三、compiler-coreruntime-core 如何协同工作?

现在,我们来聊聊 compiler-coreruntime-core 这两个模块是如何协同工作的。它们的关系可以概括为:compiler-core 负责“翻译”,runtime-core 负责“执行”。

  1. compiler-core 编译模板:首先,compiler-core 会将 Vue 模板编译成 JavaScript 渲染函数。这个渲染函数会返回一个虚拟 DOM (VNode)。

  2. runtime-core 创建 VNode:当组件需要渲染时,runtime-core 会调用 compiler-core 生成的渲染函数,创建一个 VNode 树。

  3. runtime-core 更新 DOM:当数据发生变化时,runtime-core 会比较新旧 VNode 树,找出需要更新的节点,并使用渲染器来更新实际 DOM。

流程图如下:

[Vue 模板] --> (compiler-core) --> [JavaScript 渲染函数]
                                         |
                                         v
[渲染函数] --> (runtime-core) --> [虚拟 DOM (VNode)]
                                         |
                                         v
[虚拟 DOM] --> (runtime-core + 渲染器) --> [实际 DOM]

举个例子:

假设我们有以下 Vue 组件:

<template>
  <div>
    <h1>{{ message }}</h1>
    <button @click="increment">Increment</button>
  </div>
</template>

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

export default {
  setup() {
    const message = ref('Hello, Vue 3!');
    const count = ref(0);

    const increment = () => {
      count.value++;
      message.value = `Count: ${count.value}`;
    };

    return {
      message,
      increment
    };
  }
};
</script>
  1. compiler-core 编译模板compiler-core 会将模板编译成一个 JavaScript 渲染函数。

  2. runtime-core 创建 VNode:当组件第一次渲染时,runtime-core 会调用渲染函数,创建一个 VNode 树。这个 VNode 树描述了组件的初始状态。

  3. runtime-core 更新 DOM:当点击 "Increment" 按钮时,count.valuemessage.value 会发生变化。Vue 的响应式系统会通知 runtime-core,触发组件的更新。runtime-core 会重新调用渲染函数,创建一个新的 VNode 树。然后,它会比较新旧 VNode 树,找出 <h1> 元素的内容发生了变化,并使用渲染器来更新实际 DOM。

四、总结

总而言之,compiler-coreruntime-core 是 Vue 3 框架中两个不可或缺的模块。compiler-core 负责将模板编译成渲染函数,runtime-core 负责创建和更新虚拟 DOM,并最终渲染到实际 DOM。它们分工明确,协同工作,共同构建了 Vue 3 的强大功能。

希望通过今天的讲解,大家对 compiler-coreruntime-core 的职责划分和协同工作有了更深入的理解。Vue 3 的源码虽然复杂,但只要我们一步一个脚印,慢慢探索,就能揭开它的神秘面纱。

记住,理解源码的关键在于理解设计思想和模块之间的关系,而不是死记硬背代码。下次再有人问你 compiler-coreruntime-core 的区别,你就可以自信地告诉他:"老铁,这俩我熟!"

今天就到这里,大家下课!

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