Vue 3的内部模块化设计：`@vue/runtime-core`/`@vue/compiler-core`等模块的依赖与职责 - 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 内部模块化设计： `@vue/runtime-core` / `@vue/compiler-core` 等模块的依赖与职责

大家好，今天我们来深入探讨 Vue 3 的内部模块化设计，重点剖析 @vue/runtime-core 和 @vue/compiler-core 这两个核心模块的职责和依赖关系。理解这些模块的划分和交互方式，能帮助我们更好地理解 Vue 3 的运作机制，提升我们开发 Vue 应用的能力，甚至参与到 Vue 源码的贡献中。

Vue 3 的模块化架构概览

Vue 3 采用了 monorepo 的组织方式，将不同的功能模块拆分成独立的 package，每个 package 都有明确的职责。这种模块化设计带来了诸多好处：

解耦性：各个模块之间的依赖关系清晰，修改一个模块不会影响到其他模块。
可维护性：每个模块的代码量相对较小，更容易理解和维护。
可测试性：可以针对每个模块进行单元测试，保证代码质量。
按需引入：可以根据实际需要引入不同的模块，减小打包体积。

Vue 3 的核心模块主要包括以下几个：

| 模块名称 | 职责

@vue/runtime-core
@vue/compiler-core
@vue/reactivity
@vue/shared
@vue/server-renderer
@vue/compat

今天重点关注 @vue/runtime-core 和 @vue/compiler-core 这两个模块。

`@vue/runtime-core`：Vue 的运行时核心

@vue/runtime-core 是 Vue 运行时核心模块，负责 Vue 应用的实际运行。它包含了以下核心功能：

虚拟 DOM (Virtual DOM)：定义了 VNode 的数据结构，以及创建、更新和销毁 VNode 的相关操作。
组件 (Component)：定义了组件的生命周期、状态管理、props 和 emits 等概念，以及组件实例的创建和管理。
渲染器 (Renderer)：负责将 VNode 渲染成真实的 DOM 节点，并处理 DOM 的更新。
响应式系统 (Reactivity System)：依赖 @vue/reactivity，负责数据的响应式追踪和更新，当数据发生变化时，能够自动触发视图的更新。
指令 (Directives)：定义了指令的生命周期和行为，用于扩展 DOM 的功能。
插件 (Plugins)：定义了插件的接口，用于扩展 Vue 的功能。
生命周期钩子 (Lifecycle Hooks)：提供了组件生命周期各个阶段的回调函数，允许开发者在不同的阶段执行自定义的逻辑。

简单来说，@vue/runtime-core 就像 Vue 应用的“引擎”，负责驱动整个应用的运行。

以下是一个简化的 VNode 示例 (并非实际源码，仅用于说明概念):

interface VNode {
  type: string | Component; // 标签名或组件
  props: Record<string, any> | null; // 属性
  children: VNode[] | string | null; // 子节点
  el: HTMLElement | null; // 对应的真实 DOM 元素
}

interface Component {
  setup(props: any, context: any): any; // 组件的 setup 函数
  render(proxy: any): VNode; // 组件的渲染函数
}

@vue/runtime-core 提供了 createApp API 用于创建 Vue 应用实例:

import { createApp } from '@vue/runtime-core';

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

app.mount('#app');

在这个例子中，createApp 创建了一个应用实例，并将其挂载到 #app 元素上。@vue/runtime-core 会负责解析组件的 template，创建 VNode，并将 VNode 渲染成真实的 DOM 节点。

`@vue/compiler-core`：Vue 的编译器核心

@vue/compiler-core 是 Vue 编译器核心模块，负责将模板 (template) 编译成渲染函数 (render function)。它包含了以下核心功能：

解析器 (Parser)：将模板字符串解析成抽象语法树 (AST)。
转换器 (Transformer)：遍历 AST，对节点进行转换和优化，例如处理指令、表达式和静态节点等。
代码生成器 (Code Generator)：将转换后的 AST 生成渲染函数的 JavaScript 代码。

简单来说，@vue/compiler-core 就像 Vue 应用的“翻译器”，负责将模板翻译成浏览器可以执行的 JavaScript 代码。

以下是一个简化的模板编译过程：

解析 (Parsing)：将模板字符串解析成 AST。

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

解析后的 AST (简化版):

{
  type: 'Root',
  children: [
    {
      type: 'Element',
      tag: 'div',
      children: [
        {
          type: 'Element',
          tag: 'h1',
          children: [
            {
              type: 'Interpolation',
              content: {
                type: 'SimpleExpression',
                content: 'message'
              }
            }
          ]
        },
        {
          type: 'Element',
          tag: 'button',
          props: [
            {
              type: 'Directive',
              name: 'on',
              arg: 'click',
              exp: 'increment'
            }
          ],
          children: [
            {
              type: 'Text',
              content: 'Increment'
            }
          ]
        }
      ]
    }
  ]
}

转换 (Transforming)：遍历 AST，对节点进行转换和优化。例如，将指令转换成相应的 JavaScript 代码，将静态节点标记为静态，以便在运行时进行优化。

代码生成 (Code Generation)：将转换后的 AST 生成渲染函数的 JavaScript 代码。

生成的渲染函数 (简化版):

function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
  return (_openBlock(), _createBlock("div", null, [
    _createVNode("h1", null, _toDisplayString(_ctx.message), 1 /* TEXT */),
    _createVNode("button", { onClick: _ctx.increment }, "Increment")
  ]))
}

@vue/compiler-core 提供了 compile API 用于将模板编译成渲染函数:

import { compile } from '@vue/compiler-core';

const template = `<div>{{ message }}</div>`;
const compiled = compile(template);

console.log(compiled.code); // 输出渲染函数的 JavaScript 代码

这个例子中，compile 将模板字符串编译成渲染函数，并返回包含渲染函数代码的对象。

`@vue/runtime-core` 和 `@vue/compiler-core` 的依赖关系

@vue/runtime-core 和 @vue/compiler-core 之间存在着紧密的依赖关系。

@vue/compiler-core 编译模板生成渲染函数，而渲染函数最终会被 @vue/runtime-core 调用，用于创建 VNode 并渲染到 DOM 上。
@vue/runtime-core 定义了 VNode 的数据结构和渲染器的接口，而 @vue/compiler-core 生成的渲染函数需要遵循这些接口。

可以用一张图来表示它们之间的关系：

+-----------------------+      +-----------------------+
| @vue/compiler-core    |      | @vue/runtime-core     |
+-----------------------+      +-----------------------+
|  compile(template)    |  --> |  render(VNode)         |
|  (解析、转换、生成)    |      |  (VNode 创建、更新、渲染) |
+-----------------------+      +-----------------------+

在 Vue 应用的构建过程中，@vue/compiler-core 会将所有的模板编译成渲染函数，并将这些渲染函数打包到最终的应用代码中。当应用运行时，@vue/runtime-core 会调用这些渲染函数，创建 VNode 并将其渲染到 DOM 上。

深入理解依赖注入 (DI)

Vue 3 中，依赖注入 (DI) 是一种重要的设计模式，它允许我们在组件之间共享数据和功能，而无需显式地传递 props。@vue/runtime-core 提供了 provide 和 inject API 来实现依赖注入。

provide：允许组件向其后代组件提供数据或功能。
inject：允许组件从其祖先组件注入数据或功能。

以下是一个使用依赖注入的例子：

// 父组件
import { defineComponent, provide } from 'vue';

export default defineComponent({
  setup() {
    const theme = 'dark';
    provide('theme', theme); // 提供 theme 变量

    return {};
  },
  template: '<child-component />'
});

// 子组件
import { defineComponent, inject } from 'vue';

export default defineComponent({
  setup() {
    const theme = inject('theme'); // 注入 theme 变量

    return {
      theme
    };
  },
  template: '<div>Theme: {{ theme }}</div>'
});

在这个例子中，父组件通过 provide API 提供了 theme 变量，子组件通过 inject API 注入了 theme 变量。这样，子组件就可以直接访问父组件提供的 theme 变量，而无需通过 props 传递。

依赖注入在 Vue 3 中被广泛使用，例如在 router 和 store 的实现中。通过依赖注入，我们可以方便地在组件之间共享全局状态和功能，提高代码的可维护性和可测试性。

探究自定义渲染器

@vue/runtime-core 的一个重要特性是支持自定义渲染器。默认情况下，Vue 使用 DOMRenderer 将 VNode 渲染成真实的 DOM 节点。但是，我们也可以创建自定义的渲染器，将 VNode 渲染成其他类型的目标，例如 Canvas、WebGL 或 NativeScript 组件。

自定义渲染器允许我们将 Vue 应用运行在不同的平台上，而无需修改组件的代码。这使得 Vue 具有了更强的灵活性和可扩展性。

以下是一个使用自定义渲染器将 VNode 渲染成 Canvas 的例子 (简化版):

import { createRenderer } from '@vue/runtime-core';

const rendererOptions = {
  createElement: (type) => {
    return document.createElement(type); // 创建 Canvas 元素
  },
  patchProp: (el, key, prevValue, nextValue) => {
    el[key] = nextValue; // 设置 Canvas 元素的属性
  },
  insert: (el, parent, anchor) => {
    parent.appendChild(el); // 将 Canvas 元素插入到父元素中
  },
  remove: (el) => {
    el.parentNode.removeChild(el); // 从父元素中移除 Canvas 元素
  },
  createText: (text) => {
    return document.createTextNode(text); // 创建文本节点
  },
  setText: (node, text) => {
    node.nodeValue = text; // 设置文本节点的内容
  },
  createComment: (text) => {
    return document.createComment(text); // 创建注释节点
  },
  // ... 其他渲染选项
};

const renderer = createRenderer(rendererOptions);

const app = renderer.createApp({
  data() {
    return {
      x: 100,
      y: 100
    };
  },
  template: '<circle :cx="x" :cy="y" r="50" fill="red" />'
});

app.mount('#canvas-container');

在这个例子中，我们创建了一个自定义的渲染器，将 VNode 渲染成 Canvas 元素。通过自定义渲染器，我们可以将 Vue 应用运行在 Canvas 上，实现更丰富的图形效果。

进一步扩展：编译器选项

@vue/compiler-core 提供了丰富的编译器选项，允许我们定制编译过程，以满足不同的需求。例如，我们可以配置编译器来支持自定义的指令、组件或语法。

以下是一些常用的编译器选项：

delimiters: 用于修改插值表达式的分隔符。
comments: 用于控制是否保留注释。
whitespace: 用于控制如何处理空白字符。
modules: 用于扩展编译器的功能，例如添加自定义的指令转换器。

通过配置编译器选项，我们可以更好地控制 Vue 应用的编译过程，提高代码的灵活性和可扩展性。

小结：理解模块化架构，提升开发能力

今天我们深入探讨了 Vue 3 的内部模块化设计，重点剖析了 @vue/runtime-core 和 @vue/compiler-core 这两个核心模块的职责和依赖关系。理解这些模块的划分和交互方式，能帮助我们更好地理解 Vue 3 的运作机制，提升我们开发 Vue 应用的能力。希望这次讲座对大家有所帮助。

核心模块的职责划分

@vue/runtime-core 负责运行时，@vue/compiler-core 负责编译时，两者相互配合，共同驱动 Vue 应用的运行。

掌握内部机制，成为更好的开发者

理解 Vue 3 的内部模块化设计，有助于我们更好地理解 Vue 的运作机制，提升开发能力和解决问题的能力。

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Vue 3 内部模块化设计： @vue/runtime-core / @vue/compiler-core 等模块的依赖与职责

Vue 3 的模块化架构概览

@vue/runtime-core：Vue 的运行时核心

@vue/compiler-core：Vue 的编译器核心

@vue/runtime-core 和 @vue/compiler-core 的依赖关系