Vue 3源码深度解析之：`Vue`的`CustomElement`：如何将`Vue`组件编译成`Web Component`。 - 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

大家好，我是你们的老朋友Bug终结者，今天咱们来聊点硬核的——Vue 3 源码深度解析之：Vue 的 CustomElement，也就是如何把我们心爱的 Vue 组件变成浏览器原生支持的 Web Component。

准备好了吗？发车！

一、什么是 Web Component？为啥要和 Vue 搞在一起？

首先，咱得搞清楚 Web Component 是个啥玩意儿。简单来说，Web Component 是一套浏览器原生提供的技术，它允许你创建可重用的、封装良好的自定义 HTML 元素。想象一下，你可以像使用 <button> 或者 <div> 一样，直接在 HTML 里写 <my-awesome-component>，而这个标签背后是你自己定义的一套逻辑和样式。

Web Component 主要有三个核心技术：

Custom Elements: 允许你定义新的 HTML 元素。
Shadow DOM: 允许你为你的 Web Component 创建一个独立的 DOM 树，避免全局样式污染。
HTML Templates: 允许你定义可重复使用的 HTML 片段。

那为啥要和 Vue 搞在一起呢？

组件复用: Web Component 可以在任何支持 Web Component 标准的框架中使用，包括 React、Angular，甚至直接在原生 HTML 中使用。这意味着你的 Vue 组件可以跨框架复用，想想就刺激！
渐进式迁移: 如果你有一个老旧的网站，想逐步引入 Vue，可以将 Vue 组件编译成 Web Component，然后嵌入到老网站中，实现平滑过渡。
框架无关性: 如果你未来想更换框架，你的 Web Component 仍然可以继续使用，避免被特定框架绑定。

总而言之，把 Vue 组件变成 Web Component，就是为了让你的组件更通用、更灵活、更持久！

二、Vue 如何将组件编译成 Web Component？核心流程剖析

Vue 3 提供了 defineCustomElement API 来帮助我们把 Vue 组件变成 Web Component。接下来，我们就深入源码，看看这个 API 背后的黑魔法。

defineCustomElement API 的作用:

defineCustomElement 实际上是一个函数，它接收一个 Vue 组件选项对象，然后返回一个 Custom Element 的构造函数。

import { defineCustomElement } from 'vue'

const MyComponent = {
  props: {
    message: String
  },
  template: `<div>{{ message }}</div>`
}

const MyCustomElement = defineCustomElement(MyComponent)

// 注册自定义元素
customElements.define('my-custom-element', MyCustomElement)

这段代码就把 MyComponent 变成了一个名为 my-custom-element 的 Web Component。

源码解析：defineCustomElement 的内部玄机

defineCustomElement 的核心逻辑在于创建一个继承自 HTMLElement 的自定义类，并在该类中初始化 Vue 组件实例。让我们简化一下源码，看看核心部分：

function defineCustomElement(options: any) {
  return class extends HTMLElement {
    private instance: any;

    constructor() {
      super();
      // 创建 Shadow DOM
      const shadowRoot = this.attachShadow({ mode: 'open' });

      // 创建 Vue 应用实例
      const app = createApp(options, {
        ...this.getInitialProps()
      });

      // 挂载 Vue 应用实例到 Shadow DOM
      const instance = app.mount(shadowRoot);
      this.instance = instance;
    }

    // 获取初始 props
    getInitialProps() {
      // 从 HTML 属性中获取 props
      const props = {};
      for (const key in options.props) {
        if (this.hasAttribute(key)) {
          props[key] = this.getAttribute(key);
        }
      }
      return props;
    }

    // 监听属性变化
    static get observedAttributes() {
      return Object.keys(options.props || {});
    }

    attributeChangedCallback(name: string, oldValue: any, newValue: any) {
      this.instance[name] = newValue;
    }
  }
}

这段代码做了几件事：

继承 HTMLElement: 创建一个继承自 HTMLElement 的类，这是 Web Component 的标准做法。
创建 Shadow DOM: 使用 this.attachShadow({ mode: 'open' }) 创建一个 Shadow DOM，将 Vue 组件的 DOM 结构和样式封装起来，避免全局污染。 mode: 'open' 表示可以通过 JavaScript 访问 Shadow DOM 的内部结构。
创建 Vue 应用实例: 使用 createApp(options) 创建一个 Vue 应用实例，并将组件选项对象 options 传递给它。
挂载 Vue 应用实例: 使用 app.mount(shadowRoot) 将 Vue 应用实例挂载到 Shadow DOM 中，这样 Vue 组件就可以在 Shadow DOM 中渲染了。
获取初始 props: getInitialProps 函数从 HTML 属性中获取初始 props，并将它们传递给 Vue 组件。
监听属性变化: observedAttributes 属性返回一个数组，包含所有需要监听的属性名。 attributeChangedCallback 函数在属性值发生变化时被调用，它会将新的属性值更新到 Vue 组件实例中。

简单来说，defineCustomElement 就是创建了一个 Web Component 类，在这个类里面创建了一个 Vue 应用实例，并将 Vue 组件渲染到 Shadow DOM 中，同时监听 HTML 属性的变化，并将这些变化同步到 Vue 组件中。

Props 的传递与同步

Web Component 通过 HTML 属性来传递 props。 Vue 需要监听这些属性的变化，并将它们同步到组件内部。

observedAttributes: 这个静态属性告诉浏览器需要监听哪些属性的变化。它返回一个属性名数组，这些属性的变化会触发 attributeChangedCallback 函数。

static get observedAttributes() {
  return Object.keys(options.props || {});
}

attributeChangedCallback: 这个回调函数在被监听的属性发生变化时被调用。它接收三个参数：属性名、旧值和新值。在这个函数中，我们将新的属性值更新到 Vue 组件实例中。

attributeChangedCallback(name: string, oldValue: any, newValue: any) {
  this.instance[name] = newValue;
}

表格：Props 传递与同步流程

步骤	描述	代码示例
1. 定义组件 props	在 Vue 组件选项对象中定义 props。	`props: { message: String }`
2. 声明 observedAttributes	`observedAttributes` 静态属性返回一个包含所有 props 名称的数组。	`static get observedAttributes() { return Object.keys(options.props \|\| {}); }`
3. 监听属性变化	浏览器监听 `observedAttributes` 中声明的属性的变化。
4. 触发 attributeChangedCallback	当属性值发生变化时，触发 `attributeChangedCallback` 函数。	`attributeChangedCallback(name: string, oldValue: any, newValue: any) { this.instance[name] = newValue; }`
5. 更新 Vue 组件 props	在 `attributeChangedCallback` 函数中，将新的属性值更新到 Vue 组件实例中。	`this.instance[name] = newValue;`

三、实际操作：撸起袖子，写一个 Web Component 版的 Vue 组件

光说不练假把式，现在咱们来写一个简单的 Web Component 版的 Vue 组件。

创建 Vue 组件

首先，创建一个简单的 Vue 组件，例如 MyButton.vue：

<template>
  <button @click="handleClick">
    {{ label }} - Clicked: {{ count }}
  </button>
</template>

<script>
export default {
  props: {
    label: {
      type: String,
      default: 'Click Me'
    }
  },
  data() {
    return {
      count: 0
    }
  },
  methods: {
    handleClick() {
      this.count++
    }
  }
}
</script>

使用 defineCustomElement 封装

创建一个 main.js 文件，使用 defineCustomElement 将 Vue 组件封装成 Web Component：

import { defineCustomElement } from 'vue'
import MyButton from './MyButton.vue'

const MyCustomButton = defineCustomElement(MyButton)

// 注册自定义元素
customElements.define('my-custom-button', MyCustomButton)

在 HTML 中使用 Web Component

现在，你就可以在任何 HTML 文件中使用 <my-custom-button> 标签了：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <title>Vue Web Component Example</title>
</head>
<body>
  <my-custom-button label="Awesome Button"></my-custom-button>
  <script src="./main.js"></script>
</body>
</html>

打开 HTML 文件，你就能看到一个按钮，点击按钮，计数器会递增。恭喜你，你已经成功创建了一个 Web Component 版的 Vue 组件！

四、注意事项与坑点

样式隔离: 由于使用了 Shadow DOM，Web Component 的样式是隔离的。这意味着全局样式不会影响 Web Component 内部的样式，反之亦然。如果你想在 Web Component 中使用全局样式，可以使用 CSS Variables 或者 CSS Modules。
事件冒泡: Web Component 内部的事件不会冒泡到外部 DOM 树。如果你想在外部监听 Web Component 内部的事件，可以使用 Custom Events。
Props 类型: Web Component 的属性值都是字符串类型。如果你的 Vue 组件需要其他类型的 props，需要在 attributeChangedCallback 函数中进行类型转换。
生命周期: Web Component 有自己的生命周期，例如 connectedCallback、disconnectedCallback、attributeChangedCallback 等。你可以在这些生命周期钩子函数中执行一些初始化和清理操作。
服务端渲染 (SSR): 将 Vue 组件编译成 Web Component 可能会影响服务端渲染。你需要确保你的 SSR 环境支持 Web Component。

五、高级技巧：Emits 和 Slots 的处理

Emits:

如果你想让 Web Component 能够触发自定义事件，可以使用 Vue 的 emits 选项。

<template>
  <button @click="handleClick">
    {{ label }} - Clicked: {{ count }}
  </button>
</template>

<script>
export default {
  props: {
    label: {
      type: String,
      default: 'Click Me'
    }
  },
  emits: ['custom-event'],
  data() {
    return {
      count: 0
    }
  },
  methods: {
    handleClick() {
      this.count++
      this.$emit('custom-event', this.count)
    }
  }
}
</script>

然后在 defineCustomElement 的构造函数中，监听自定义事件：

function defineCustomElement(options: any) {
  return class extends HTMLElement {
    private instance: any;

    constructor() {
      super();
      const shadowRoot = this.attachShadow({ mode: 'open' });

      const app = createApp(options, {
        ...this.getInitialProps(),
        // 监听自定义事件
        'onCustom-event': (value: any) => {
          this.dispatchEvent(new CustomEvent('custom-event', { detail: value }))
        }
      });

      const instance = app.mount(shadowRoot);
      this.instance = instance;
    }

    // ...
  }
}

Slots:

Web Component 也支持 Slots，允许你将外部内容插入到组件内部。 Vue 的 slots 选项可以用来定义 Slots。

<template>
  <div>
    <h2>{{ title }}</h2>
    <slot></slot>
    <footer>{{ footer }}</footer>
  </div>
</template>

<script>
export default {
  props: {
    title: String,
    footer: String
  }
}
</script>

在 HTML 中，你可以这样使用 Slots：

<my-custom-element title="My Title" footer="My Footer">
  <p>This is slot content.</p>
</my-custom-element>

六、总结

今天我们深入探讨了 Vue 如何将组件编译成 Web Component，包括 defineCustomElement API 的使用、核心流程的剖析、Props 的传递与同步、注意事项与坑点，以及 Emits 和 Slots 的处理。希望通过今天的讲解，你能够对 Vue 的 CustomElement 有更深入的理解，并能够灵活地运用它来构建更通用、更灵活的组件。

记住，Web Component 是一项强大的技术，它可以让你构建跨框架的可重用组件。掌握这项技术，你的组件库将更加强大！

今天的讲座就到这里，下次再见！如果有什么问题，欢迎随时提问。

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