Vue.js设计与实现阅读-3

前言
前面一章我们了解了，开发体验是衡量一个框架的重要指标之一。提供友好的警告信息至关重要，但是越详细的警告信息，意味着框架体积越大。为了解决这一问题，可以利用 Tree-Shaking 机制，配合构建工具预定义常量，例如 __DEV __ ，从而实现只在开发环境中打印警告信息，生产环境中清楚这些代码，达到代码体积的可控性。
Tree-Shaking 是一种清除 dead code 的机制。可以利用/* #PURE */ 来辅助构建工具进行 Tree-Shaking。
框架的错误处理做的好坏决定了用户程序的健壮性，因此需要为用户提供统一的错误处理接口，这样用户可以通过注册自定义的错误处理函数来处理异常。

1、声明式描述UI

Vue.js 模板描述

<h1 @click="handleClick">
	<span></span>
</h1>

js 对象描述上面的UI

const title = {
	tag: 'h1',
	props: {
		onClick: handleClick
	},
	children: [
		{
			tag: 'span'
		}
	]
}

如果我们想表示一个标题，根据标题级别的不同，分别采用h1~ h6 这几个标签，如果用js实现

let level = 1;
const title = {
	tag: `h${level}`
}

如果 level 的值变化，相应的标签名称也会变化。但是如果用 模板来描述，就需要一个个列举出来。

<h1 v-if="level === 1"></h1>
<h2 v-else-if="level === 2"></h2>
...
<h6 v-else-if="level === 6"></h6>

远远没有js对象灵活。使用js对象来描述 UI 的方式，其实就是虚拟DOM。Vue3中除了支持使用模板描述 UI外，还支持虚拟DOM描述 UI。例如我们手写的渲染函数就是使用虚拟 DOM 描述UI。

import {h} from 'vue';
export default {
	render() {
		return h('h1', {
			onClick: handleClick
		})
	}
}

2、渲染器

虚拟 DOM 就是用 JS 对象来描述真实的DOM结构。如何将虚拟DOM变成真实的DOM并且渲染到浏览器页面中---渲染器

渲染器的作用，把虚拟DOM渲染为真实DOM

虚拟DOM如下：

const vnode = {
	tag: 'div',
	props: {
		onClick: () => alert('hello')
	},
	children: 'click me'
}

编写一个 渲染器，将上面的虚拟 DOM 渲染成真实DOM

function renderer (vnode, container) {
	// 创建 dom 元素
	const el = document.createElement(vnode.tag);
	// 添加属性、事件到 dom 元素
	for (const key in vnode.props) {
		if (/^on/.test(key)) {
			// on 开头，事件,给元素绑定事件
			el.addEventListener(key.substr(2).toLowerCase(), vnode.props[key])
		}
	}
	// children 处理
	if (typeof vnode.children === 'string') {
		// string -- 文本
		el.appendChild(document.createTextNode(vnode.children));
	} else if (Array.isArray(vnode.children)) {
		// 数组，递归调用，渲染子节点
		vnode.children.forEach(child => renderer(child, el));
	}
	container.appendChild(el)
}

运行结果：

上述分析器实现思路

• 创建DOM元素，vnode.tag 为标签名
• 给元素添加属性和事件。遍历 props 对象，如果 key 是 on 开头，说明是事件，截取字符 on 使用 toLowerCase将事件名称小写，再调用 addEventListener 绑定事件
• 处理元素的 children。如果是字符串，创建文本节点，如果是数组，递归调用 renderer 函数渲染。

发现渲染器实现起来也很简单，主要是使用一些熟悉的 DOM 操作 API 来完成渲染工作。上面只是创建节点，渲染器的精髓在更新节点的阶段，需要精确找啊到 vnode对象的变更点，并且只更新变更的内容。

3、组件

上面了解了渲染器会将虚拟 DOM 渲染成真实的 DOM 元素。那组件呢，组件和虚拟 DOM 之前有什么关系。

**组件是一组 DOM 元素的封装，这组 DOM 元素就是组件要渲染的内容。**定义一个函数来代表组件，函数的返回值代表组件要渲染的内容。

const MyComponent = function () {
    return {
        tag: 'div',
        props: {
            onClick: () => alert('click')
        },
        children: 'click me'
    }
}

可以看到组件的 返回值也是虚拟 DOM，代表了组件要渲染的内容，那么我们就可以使用下面的方式来描述组件。其中 tag 可以用来描述组件。

const vnode = {
	tag: MyComponent
}

修改之前的渲染函数

	// 渲染函数
    renderer(vnode, container) {
        if (typeof vnode.tag === 'string') {
            // string -- 普通标签元素
            this.mountElement(vnode, container);
        } else if (typeof vnode.tag === 'function') {
            // string -- 组件
            this.mountComponent(vnode, container);
        }
    },
    
    // 渲染标签元素
    mountElement(vnode, container) {
        // 创建 dom 元素
        const el = document.createElement(vnode.tag);
        // 添加属性、事件到 dom 元素
        for (const key in vnode.props) {
            if (/^on/.test(key)) {
                // on 开头，事件,给元素绑定事件
                el.addEventListener(key.substr(2).toLowerCase(), vnode.props[key])
            }
        }
        // children 处理
        if (typeof vnode.children === 'string') {
            // string -- 文本
            el.appendChild(document.createTextNode(vnode.children));
        } else if (Array.isArray(vnode.children)) {
            // 数组，递归调用，渲染子节点
            vnode.children.forEach(child => this.renderer(child, el));
        }
        container.appendChild(el)
    },
    
     // 渲染组件
    mountComponent(vnode, container) {
        // 调用组件函数，获取要渲染的内容
        const subTree = vnode.tag();
        this.renderer(subTree, container)
    },

4、模板的工作原理

上面我们了解了虚拟 DOM 是如何渲染成真实 DOM的，那么模板是如何工作的呢？其实是依赖于编译器。

编译器的作用是将模板编译成渲染函数。
模板如下

<div @click="handleClick">click me</div>

对编译器来说，模板相当于一个字符串，它会分析字符串并生成一个功能与之相同的渲染函数：

render() {
	return h('div', {onClick: handleClick}, 'click me')
}

在 Vue中一个.vue文件就是一个组件

<template>
    <div @click="handleClick">
        click me
    </div>
</template>

<script>
export default {
    data() {
        return {
        }
    },
    methods: {
        handleClick() {
            // do nothing
        }
    }
}
</script>

其中 < template > 标签里的内容为模板内容，编译器会把模板内容编译成渲染函数并且添加到 script 标签上，最终在浏览器里面运行的代码就是

export default {
    data() {
        return {
        }
    },
    methods: {
        handleClick() {
            // do nothing
        }
    },
    render() {
		return h('div', {onClick: handleClick}, 'click me')
	}
}

对一个组件来说，他要渲染的内容最终都是通过渲染函数产生的，渲染器再将渲染函数返回的虚拟 DOM 渲染为真实 DOM，这就是模板的工作原理，也是 Vue.js 渲染页面的过程。

5、Vue.js 是各个模块组成的有机整体

组件的实现依赖于渲染器，模板的编译依赖于编译器。编译后生成的代码是根据渲染器和虚拟 DOM的设计决定的。 因此Vue的各个模块之间是相互关联，相互制约的。
模板

<div id="foo" :class="cls"></div>

渲染函数

render() {
	return {
		tag: 'div',
		props: {
			id: 'foo',
			class: 'cls'
		}
	}
}

cls 是一个动态属性，那编译器如何知道 cls 发生了变化呢。从上面的模板 我们可以看出 id 是不会发生变化的， :class 可能会发生变化。编译器能识别出哪些是静态属性，哪些是动态属性，因此可以在生成代码的时候，标志出哪些是动态的属性。

render() {
	return {
		tag: 'div',
		props: {
			id: 'foo',
			class: 'cls'
		},
		patchFlags: 1  // 1 代表 class是动态的
	}
}

在虚拟 DOM 中多了一个 patchFlags 属性标志 class 的类型是动态还是静态，这样渲染器可以根据这个标志，知道有什么属性会发生变化。