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剖析 Vue 3 编译器如何处理 “ 中的动态属性和事件，并将其转换为渲染函数中的 VNode props。

各位靓仔靓女，大家好！今天咱们来聊聊 Vue 3 编译器这玩意儿，看看它怎么把 <template> 里的那些花里胡哨的动态属性和事件，“嗖”的一下变成渲染函数里的 VNode props。保证你听完之后，感觉自己也能手撸一个 Vue 编译器出来！（当然，只是感觉…）

一、开胃小菜：VNode 是个啥？

在深入之前，先来回顾一下 VNode 的概念。VNode，全称 Virtual Node，也就是虚拟节点。Vue 3 渲染的核心就是把模板编译成 VNode，然后通过 diff 算法高效地更新 DOM。你可以把 VNode 想象成一个轻量级的 JavaScript 对象，它描述了页面上的一个 DOM 元素，包含以下重要信息：

  • type: 节点类型，比如 div、span、组件等。
  • props: 节点属性，比如 class、style、事件监听器等。
  • children: 子节点，一个 VNode 数组。

举个例子，下面这段模板：

<template>
  <div class="container" :style="{ color: textColor }" @click="handleClick">
    <span>{{ message }}</span>
  </div>
</template>

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

export default {
  setup() {
    const message = ref('Hello Vue 3!');
    const textColor = ref('red');

    const handleClick = () => {
      alert('Clicked!');
    };

    return {
      message,
      textColor,
      handleClick,
    };
  },
};
</script>

会被 Vue 3 编译器转换成类似这样的 VNode 结构（简化版）：

{
  type: 'div',
  props: {
    class: 'container',
    style: { color: /* textColor 的响应式引用 */ },
    onClick: /* handleClick 函数 */,
  },
  children: [
    {
      type: 'span',
      props: null,
      children: 'Hello Vue 3!', // message 的响应式引用
    },
  ],
}

注意，textColor 和 message 都是响应式引用，handleClick 是一个函数。Vue 3 的响应式系统会跟踪这些引用，并在数据变化时自动更新 VNode，从而更新 DOM。

二、正餐：动态属性的编译过程

现在，咱们来 focus on 动态属性，看看 Vue 3 编译器是如何处理它们，并将其塞进 VNode 的 props 里的。

Vue 3 编译器主要分为以下几个阶段：

  1. 解析 (Parsing): 将模板字符串解析成抽象语法树 (AST)。AST 是一种树状结构，用于表示代码的语法结构。

  2. 转换 (Transformation): 遍历 AST，对节点进行转换和优化。这一步是核心，包括处理动态属性和事件。

  3. 代码生成 (Code Generation): 将转换后的 AST 生成渲染函数代码。

我们主要关注转换阶段，也就是 Transformation。

2.1 解析阶段：构建 AST

首先，编译器会把模板解析成 AST。对于动态属性，AST 节点会包含以下信息：

  • type: 节点类型，比如 Element (元素节点)。
  • tag: 元素标签名，比如 div。
  • props: 属性数组，每个属性包含：
    • type: 属性类型，比如 Attribute (静态属性) 或 Directive (指令，包括动态属性和事件)。
    • name: 属性名，比如 class 或 style。
    • value: 属性值，如果是动态属性，则是一个表达式。

拿上面的例子来说，<div class="container" :style="{ color: textColor }" @click="handleClick"> 会被解析成一个 AST 节点，其中 style 和 click 会被识别为指令。

2.2 转换阶段：处理动态属性

接下来，转换阶段会遍历 AST，处理这些指令。Vue 3 使用一套插件机制来处理不同的指令。

  • v-bind 处理 (动态属性):

    当遇到 v-bind 指令（简写为 :）时，编译器会：

    1. 提取表达式: 从指令的 value 提取表达式。比如 :style="{ color: textColor }"，提取出 { color: textColor }。

    2. 生成 props: 将表达式生成对应的 VNode props。这里会涉及到一些优化：

      • 静态提升 (Static Hoisting): 如果表达式是静态的（不包含任何响应式引用），则会将其提升到渲染函数外部，避免每次渲染都重新计算。比如 :class="'static-class'"。

      • 缓存 (Caching): 对于某些类型的动态属性，比如 style 和 class，Vue 3 会使用缓存来避免重复计算。

    3. 绑定响应式引用: 如果表达式包含响应式引用，编译器会生成代码，在渲染函数中读取这些引用的值，并将其绑定到 VNode props。

    举个例子，对于 :style="{ color: textColor }"，编译器可能会生成类似这样的代码：

    // 假设 textColor 是一个 ref
const _hoisted_1 = { color: textColor.value }; // 简化，实际会更复杂

render() {
  return h('div', { style: _hoisted_1 }, ...);
}

    或者，如果编译器判断 textColor 可能会变化，则会生成动态计算的代码：

    render() {
  return h('div', { style: { color: textColor.value } }, ...);
}

  • v-on 处理 (事件监听器):

    当遇到 v-on 指令（简写为 @）时，编译器会：

    1. 提取事件名和处理函数: 从指令的 name 提取事件名，从 value 提取处理函数。比如 @click="handleClick"，提取出 click 和 handleClick。

    2. 生成事件监听器: 将处理函数生成对应的 VNode props。这里也会涉及到一些优化：

      • 内联事件处理函数 (Inline Event Handlers): 如果处理函数比较简单，编译器可能会将其内联到渲染函数中，避免额外的函数调用。

      • 缓存事件处理函数 (Cached Event Handlers): 对于某些事件，比如 click 和 input，Vue 3 会使用缓存来避免重复创建事件监听器。

    3. 绑定事件处理函数: 编译器会生成代码，将事件处理函数绑定到 VNode props，并将其传递给 DOM 元素。

    举个例子，对于 @click="handleClick"，编译器可能会生成类似这样的代码：

    render() {
  return h('div', { onClick: handleClick }, ...);
}

    或者，如果需要传递事件对象 $event，则会生成类似这样的代码：

    render() {
  return h('div', { onClick: ($event) => handleClick($event) }, ...);
}

2.3 代码生成阶段：生成渲染函数

最后，代码生成阶段会将转换后的 AST 生成渲染函数代码。渲染函数会接收组件的数据，并返回一个 VNode 树。这个 VNode 树会被 Vue 3 的渲染器用来更新 DOM。

三、深入细节：一些更高级的特性

除了基本的动态属性和事件，Vue 3 编译器还支持一些更高级的特性，比如：

  • 动态指令参数: 可以使用表达式作为指令的参数。比如 <div :[dynamicAttribute]="value">。编译器会生成代码，在运行时计算动态属性名，并将其绑定到 VNode props。

  • 修饰符 (Modifiers): 可以使用修饰符来改变指令的行为。比如 @click.stop="handleClick" 可以阻止事件冒泡。编译器会根据修饰符生成不同的事件监听器代码。

  • 自定义指令 (Custom Directives): Vue 3 允许你定义自己的指令，并将其应用到 DOM 元素上。编译器会调用自定义指令的钩子函数，并在 VNode props 中传递指令的相关信息。

四、总结：Vue 3 编译器的工作流程

为了更好地理解 Vue 3 编译器的工作流程，我们用一个表格来总结一下：

| 阶段 | 输入 | 处理过程
五、总结：Vue3中的一些关键点

  • Proxy代替了Object.defineProperty()，性能更好，尤其是在大型对象上。
  • 响应式系统和调度器深度集成。
  • Fragment， Teleport 和 Suspense 可以更好地组织代码。
  • Composition API 提供了更灵活的组织代码的方式。

五、再来点彩蛋：手写一个简单的响应式系统

光说不练假把式，咱们来手写一个简单的响应式系统，让你更深入地理解 Vue 3 响应式系统的原理。

function reactive(obj) {
  return new Proxy(obj, {
    get(target, key, receiver) {
      track(target, key); // 收集依赖
      return Reflect.get(target, key, receiver);
    },
    set(target, key, value, receiver) {
      const result = Reflect.set(target, key, value, receiver);
      trigger(target, key); // 触发更新
      return result;
    },
  });
}

let activeEffect = null;

function effect(fn) {
  activeEffect = fn;
  fn(); // 立即执行一次，收集依赖
  activeEffect = null;
}

const targetMap = new WeakMap();

function track(target, key) {
  if (activeEffect) {
    let depsMap = targetMap.get(target);
    if (!depsMap) {
      depsMap = new Map();
      targetMap.set(target, depsMap);
    }

    let deps = depsMap.get(key);
    if (!deps) {
      deps = new Set();
      depsMap.set(key, deps);
    }

    deps.add(activeEffect);
  }
}

function trigger(target, key) {
  const depsMap = targetMap.get(target);
  if (!depsMap) {
    return;
  }

  const deps = depsMap.get(key);
  if (deps) {
    deps.forEach((effect) => {
      effect();
    });
  }
}

// 使用示例
const data = reactive({ count: 0 });

effect(() => {
  console.log("Count:", data.count);
});

data.count++; // 触发更新，控制台输出 "Count: 1"

这个简单的例子展示了 Vue 3 响应式系统的核心概念：

  • reactive(): 将一个普通对象转换成响应式对象，使用 Proxy 拦截对象的读取和设置操作。
  • effect(): 注册一个副作用函数，当响应式数据发生变化时，会自动执行这个函数。
  • track(): 收集依赖，将副作用函数和响应式数据关联起来。
  • trigger(): 触发更新，执行所有依赖于该数据的副作用函数。

当然，真正的 Vue 3 响应式系统要复杂得多，包含更多的优化和特性，比如计算属性、watch 等。

六、总结

好了，今天的 Vue 3 编译器之旅就到这里了。希望通过这次深入的剖析，你对 Vue 3 编译器的工作原理有了更清晰的认识，也对 VNode 和响应式系统有了更深刻的理解。记住，理解了原理，才能更好地使用框架，甚至创造属于自己的框架！下次再见！

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