组件渲染的过程

template --> ast --> render --> vDom --> 真实的Dom --> 页面

Runtime-Compiler和Runtime-Only的区别 - 简书

编译步骤

模板编译是Vue中比较核心的一部分。关于 Vue 编译原理这块的整体逻辑主要分三个部分，也可以说是分三步，前后关系如下：

第一步：将模板字符串转换成element ASTs（解析器 parse）
第二步：对 AST 进行静态节点标记，主要用来做虚拟DOM的渲染优化（优化器 optimize）

第三步：使用element ASTs生成render函数代码字符串（代码生成器 generate）

编译后的AST结构

template 模板：

<div class="box">
  <p>{{name}}</p>
</div>

AST 抽象语法树：

ast: {
  tag: "div" //  元素标签名
  type: 1,  // 元素节点类型 1标签 2包含字面量表达式的文本节点 3普通文本节点或注释节点
  staticRoot: false, // 是否静态根节点
  static: false,  // 是否静态节点
  plain: true, 
  parent: undefined,
  attrsList: [], // 标签节点的属性名和值的对象集合
  attrsMap: {}, // 和attrsList类似，不同在它是以键值对保存属性名和值
  children: [
    {
      tag: "p"
      type: 1,
      staticRoot: false,
      static: false,
      plain: true,
      parent: {tag: "div", ...},
      attrsList: [],
      attrsMap: {},
      children: [{
        type: 2,
        text: "{{name}}",
        static: false,
        expression: "_s(name)"  // type为2时才有这个属性，表示表达式的内容
      }]
    }
  ]
}

generate，将AST转换成可以直接执行的JavaScript字符串

with(this) {
    return _c('div', [_c('p', [_v(_s(name))]), _v(" "), _m(0)])
}

注意一：平常开发中我们使用的是不带编译版本的 Vue 版本（runtime-only）直接在 options 传入 template 选项在开发环境报错

注意二：这里传入的 template 选项不要和.vue 文件里面的模板搞混淆了 vue 单文件组件的 template 是需要 vue-loader 进行处理的

我们传入的 el 或者 template 选项最后都会被解析成 render 函数这样才能保持模板解析的一致性

以下代码实现是在在entry-runtime-with-compiler.js里面，和runtime-only版本需要区分开

1、模板编译入口

export function initMixin (Vue) {
	Vue.prototype._init = function (options) {
		const vm = this;
		vm.$options = options;
		initState(vm);
		// 如果有 el 属性，进行模板渲染
		if (vm.$options.el) {
			vm.$mount(vm.$options.el)
		}
	}

	Vue.prototype.$mount = function (el) {
		const vm = this;
		const options = vm.$options;
		el = document.querySelector(el);
		// 不存在 render 属性的几种情况
		if (!options.render) {
			// 不存在 render 但存在 template
			let template = options.template;
			// 不存在 render 和 template 但是存在 el 属性，直接将模板赋值到 el 所在的外层 html 结构 （就是 el 本身，并不是父元素）
			if (!template && el) {
				template = el.outerHTML;
			}
			// 最后把处理好的 template 模板转化成 render 函数
			if (template) {
				const render = compileToFunctions(template);
				options.render = render;
			}
		}
	}
}

先初始化状态，initState(vm)；
再在 initMixin 函数中，判断是否有el，有则直接调用 vm.$mount(vm.$options.el) 进行模板渲染，没有则手动调用；
在 Vue.prototype.$mount 方法中，判断是否存在 render 属性，存在则给 template 赋值，如果不存在 render 和 template 但存在 el 属性，直接将模板赋值到 el 所在的外层 html 结构（就是el本身，并不是父元素）；
通过 compileToFunctions 将处理好的 template 模板转换成 render 函数。

咱们主要关心$mount 方法最终将处理好的 template 模板转成 render 函数

2、模板转化核心方法 compileToFunctions

export function compileToFunctions (template) {
	// html → ast → render函数
	// 第一步 将 html 字符串转换成 ast 语法树
	let ast = parse(template);
	// 第二步 优化静态节点
	if (mergeOptions.optimize !== false) {
		optimize(ast, options);
	}
	// 第三步 通过 ast 重新生成代码
	let code = generate(ast);
	// 使用 with 语法改变作用域为 this， 之后调用 render 函数可以使用 call 改变 this，方便 code 里面的变量取值。
	let renderFn = new Function(`with(this){return ${code}}`);
	return renderFn;
}

html → ast → render函数

这里需要把 html 字符串变成 render 函数，分三步：

（1）parse函数把 HTML 代码转成 AST 语法树

AST 是用来描述代码本身形成的树形结构，不仅可以描述 HTML，也可以描述 css 和 js 语法；很多库都运用到了 AST，比如 webpack，babel，eslint 等

（2） optimize函数优化静态节点（主要用来做虚拟DOM的渲染优化）

先遍历 AST，对 AST 进行静态节点标记，（即节点永远不会发生变化）并做出一些特殊的处理。例如：

移除静态节点的 v-once 指令，因为它在这里没有任何意义。
移除静态节点的 key 属性。因为静态节点永远不会改变，所以不需要 key 属性。
将一些静态节点合并成一个节点，以减少渲染的节点数量。例如相邻的文本节点和元素节点可以被合并为一个元素节点。

（3）generate函数通过 AST 重新生成代码

最后生成的代码需要和 render 函数一样

类似这样的结构：

_c('div',{id:"app"},_c('div',undefined,_v("hello"+_s(name)),_c('span',undefined,_v("world"))))

_c 代表 createElement 创建节点
_v 代表 createTextVNode 创建文本节点
_s 代表 toString 把对象解析成字符串

模板引擎的实现原理 with + new Function，使用 with 语法改变作用域为 this，之后调用 render 函数可以使用 call 改变 this，方便 code 里面的变量取值。

parse函数，解析 html 并生成 ast

// src/compiler/parse.js

// 以下为源码的正则  对正则表达式不清楚的同学可以参考小编之前写的文章(前端进阶高薪必看 - 正则篇);
const ncname = `[a-zA-Z_][\\-\\.0-9_a-zA-Z]*`; //匹配标签名 形如 abc-123
const qnameCapture = `((?:${ncname}\\:)?${ncname})`; //匹配特殊标签 形如 abc:234 前面的abc:可有可无
const startTagOpen = new RegExp(`^<${qnameCapture}`); // 匹配标签开始 形如 <abc-123 捕获里面的标签名
const startTagClose = /^\s*(\/?)>/; // 匹配标签结束  >
const endTag = new RegExp(`^<\\/${qnameCapture}[^>]*>`); // 匹配标签结尾 如 </abc-123> 捕获里面的标签名
const attribute = /^\s*([^\s"'<>\/=]+)(?:\s*(=)\s*(?:"([^"]*)"+|'([^']*)'+|([^\s"'=<>`]+)))?/; // 匹配属性  形如 id="app"

let root, currentParent; //代表根节点 和当前父节点
// 栈结构 来表示开始和结束标签
let stack = [];
// 标识元素和文本type
const ELEMENT_TYPE = 1;
const TEXT_TYPE = 3;
// 生成ast方法
function createASTElement(tagName, attrs) {
  return {
    tag: tagName,
    type: ELEMENT_TYPE,
    children: [],
    attrs,
    parent: null,
  };
}

// 对开始标签进行处理
function handleStartTag({ tagName, attrs }) {
  let element = createASTElement(tagName, attrs);
  if (!root) {
    root = element;
  }
  currentParent = element;
  stack.push(element);
}

// 对结束标签进行处理
function handleEndTag(tagName) {
  // 栈结构 []
  // 比如 <div><span></span></div> 当遇到第一个结束标签</span>时 会匹配到栈顶<span>元素对应的ast 并取出来
  let element = stack.pop();
  // 当前父元素就是栈顶的上一个元素 在这里就类似div
  currentParent = stack[stack.length - 1];
  // 建立parent和children关系
  if (currentParent) {
    element.parent = currentParent;
    currentParent.children.push(element);
  }
}

// 对文本进行处理
function handleChars(text) {
  // 去掉空格
  text = text.replace(/\s/g, "");
  if (text) {
    currentParent.children.push({
      type: TEXT_TYPE,
      text,
    });
  }
}

// 解析标签生成ast核心
export function parse(html) {
  while (html) {
    // 查找<
    let textEnd = html.indexOf("<");
    // 如果<在第一个 那么证明接下来就是一个标签 不管是开始还是结束标签
    if (textEnd === 0) {
      // 如果开始标签解析有结果
      const startTagMatch = parseStartTag();
      if (startTagMatch) {
        // 把解析好的标签名和属性解析生成ast
        handleStartTag(startTagMatch);
        continue;
      }

      // 匹配结束标签</
      const endTagMatch = html.match(endTag);
      if (endTagMatch) {
        advance(endTagMatch[0].length);
        handleEndTag(endTagMatch[1]);
        continue;
      }
    }

    let text;
    // 形如 hello<div></div>
    if (textEnd >= 0) {
      // 获取文本
      text = html.substring(0, textEnd);
    }
    if (text) {
      advance(text.length);
      handleChars(text);
    }
  }

  // 匹配开始标签
  function parseStartTag() {
    const start = html.match(startTagOpen);

    if (start) {
      const match = {
        tagName: start[1],
        attrs: [],
      };
      //匹配到了开始标签 就截取掉
      advance(start[0].length);

      // 开始匹配属性
      // end代表结束符号>  如果不是匹配到了结束标签
      // attr 表示匹配的属性
      let end, attr;
      while (
        !(end = html.match(startTagClose)) &&
        (attr = html.match(attribute))
      ) {
        advance(attr[0].length);
        attr = {
          name: attr[1],
          value: attr[3] || attr[4] || attr[5], //这里是因为正则捕获支持双引号 单引号 和无引号的属性值
        };
        match.attrs.push(attr);
      }
      if (end) {
        //   代表一个标签匹配到结束的>了 代表开始标签解析完毕
        advance(1);
        return match;
      }
    }
  }
  //截取html字符串 每次匹配到了就往前继续匹配
  function advance(n) {
    html = html.substring(n);
  }
  //   返回生成的ast
  return root;
}

generate函数，把 ast 转化成 render 函数结构

// src/compiler/codegen.js

const defaultTagRE = /\{\{((?:.|\r?\n)+?)\}\}/g; //匹配花括号 {{  }} 捕获花括号里面的内容

function gen(node) {
  // 判断节点类型
  // 主要包含处理文本核心
  // 源码这块包含了复杂的处理  比如 v-once v-for v-if 自定义指令 slot等等  咱们这里只考虑普通文本和变量表达式{{}}的处理

  // 如果是元素类型
  if (node.type == 1) {
    //   递归创建
    return generate(node);
  } else {
    //   如果是文本节点
    let text = node.text;
    // 不存在花括号变量表达式
    if (!defaultTagRE.test(text)) {
      return `_v(${JSON.stringify(text)})`;
    }
    // 正则是全局模式 每次需要重置正则的lastIndex属性  不然会引发匹配bug
    let lastIndex = (defaultTagRE.lastIndex = 0);
    let tokens = [];
    let match, index;

    while ((match = defaultTagRE.exec(text))) {
      // index代表匹配到的位置
      index = match.index;
      if (index > lastIndex) {
        //   匹配到的{{位置  在tokens里面放入普通文本
        tokens.push(JSON.stringify(text.slice(lastIndex, index)));
      }
      //   放入捕获到的变量内容
      tokens.push(`_s(${match[1].trim()})`);
      //   匹配指针后移
      lastIndex = index + match[0].length;
    }
    // 如果匹配完了花括号  text里面还有剩余的普通文本 那么继续push
    if (lastIndex < text.length) {
      tokens.push(JSON.stringify(text.slice(lastIndex)));
    }
    // _v表示创建文本
    return `_v(${tokens.join("+")})`;
  }
}

// 处理attrs属性
function genProps(attrs) {
  let str = "";
  for (let i = 0; i < attrs.length; i++) {
    let attr = attrs[i];
    // 对attrs属性里面的style做特殊处理
    if (attr.name === "style") {
      let obj = {};
      attr.value.split(";").forEach((item) => {
        let [key, value] = item.split(":");
        obj[key] = value;
      });
      attr.value = obj;
    }
    str += `${attr.name}:${JSON.stringify(attr.value)},`;
  }
  return `{${str.slice(0, -1)}}`;
}

// 生成子节点 调用gen函数进行递归创建
function getChildren(el) {
  const children = el.children;
  if (children) {
    return `${children.map((c) => gen(c)).join(",")}`;
  }
}
// 递归创建生成code
export function generate(el) {
  let children = getChildren(el);
  let code = `_c('${el.tag}',${
    el.attrs.length ? `${genProps(el.attrs)}` : "undefined"
  }${children ? `,${children}` : ""})`;
  return code;
}

code 字符串生成 render 函数

export function compileToFunctions (template) {

	let ast = parseHTML(template);

	let code = genCode(ast);
	// 将模板变成 render 函数，通过 with + new Function 的方式让字符串变成 JS 语法来执行
	const render = new Function(`with(this){return ${code}}`);

	return render;
}

https://juejin.cn/spost/7267858684667035704

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