【Vue.js】900- Vue 3.0 進(jìn)階之 VNode 探秘
本文是 Vue 3.0 進(jìn)階系列 的第五篇文章，在這篇文章中，阿寶哥將介紹 Vue 3 中的核心對(duì)象 —— VNode，該對(duì)象用于描述節(jié)點(diǎn)的信息，它的全稱(chēng)是虛擬節(jié)點(diǎn)（virtual node）。與 “虛擬節(jié)點(diǎn)” 相關(guān)聯(lián)的另一個(gè)概念是 “虛擬 DOM”，它是我們對(duì)由 Vue 組件樹(shù)建立起來(lái)的整個(gè) VNode 樹(shù)的稱(chēng)呼。通常一個(gè) Vue 應(yīng)用會(huì)以一棵嵌套的組件樹(shù)的形式來(lái)組織：
（圖片來(lái)源：https://v3.cn.vuejs.org/）
所以 “虛擬 DOM” 對(duì) Vue 應(yīng)用來(lái)說(shuō)，是至關(guān)重要的。而 “虛擬 DOM” 又是由 VNode 組成的，它是 Vue 底層的核心基石。接下來(lái)，阿寶哥將帶大家一起來(lái)探索 Vue 3 中與 VNode 相關(guān)的一些知識(shí)。
一、VNode 長(zhǎng)什么樣？
// packages/runtime-core/src/vnode.ts
export interface VNode<
HostNode = RendererNode,
HostElement = RendererElement,
ExtraProps = { [key: string]: any }
> {
// 省略?xún)?nèi)部的屬性
}
在 runtime-core/src/vnode.ts 文件中，我們找到了 VNode 的類(lèi)型定義。通過(guò) VNode 的類(lèi)型定義可知，VNode 本質(zhì)是一個(gè)對(duì)象，該對(duì)象中按照屬性的作用，分為 5 大類(lèi)。這里阿寶哥只詳細(xì)介紹其中常見(jiàn)的兩大類(lèi)型屬性 —— 內(nèi)部屬性 和 DOM 屬性：
1.1 內(nèi)部屬性
__v_isVNode: true // 標(biāo)識(shí)是否為VNode
[ReactiveFlags.SKIP]: true // 標(biāo)識(shí)VNode不是observable
type: VNodeTypes // VNode 類(lèi)型
props: (VNodeProps & ExtraProps) | null // 屬性信息
key: string | number | null // 特殊 attribute 主要用在 Vue 的虛擬 DOM 算法
ref: VNodeNormalizedRef | null // 被用來(lái)給元素或子組件注冊(cè)引用信息。
scopeId: string | null // SFC only
children: VNodeNormalizedChildren // 保存子節(jié)點(diǎn)
component: ComponentInternalInstance | null // 指向VNode對(duì)應(yīng)的組件實(shí)例
dirs: DirectiveBinding[] | null // 保存應(yīng)用在VNode的指令信息
transition: TransitionHooks<HostElement> | null // 存儲(chǔ)過(guò)渡效果信息
1.2 DOM 屬性
el: HostNode | null // element
anchor: HostNode | null // fragment anchor
target: HostElement | null // teleport target
targetAnchor: HostNode | null // teleport target anchor
staticCount: number // number of elements contained in a static vnode
1.3 suspense 屬性
suspense: SuspenseBoundary | null
ssContent: VNode | null
ssFallback: VNode | null
1.4 optimization 屬性
shapeFlag: number
patchFlag: number
dynamicProps: string[] | null
dynamicChildren: VNode[] | null
1.5 應(yīng)用上下文屬性
appContext: AppContext | null
二、如何創(chuàng)建 VNode？
要?jiǎng)?chuàng)建 VNode 對(duì)象的話(huà)，我們可以使用 Vue 提供的 h 函數(shù)。也許可以更準(zhǔn)確地將其命名為 createVNode()，但由于頻繁使用和簡(jiǎn)潔，它被稱(chēng)為 h() 。該函數(shù)接受三個(gè)參數(shù)：
// packages/runtime-core/src/h.ts
export function h(type: any, propsOrChildren?: any, children?: any): VNode {
const l = arguments.length
if (l === 2) {
if (isObject(propsOrChildren) && !isArray(propsOrChildren)) {
// single vnode without props
if (isVNode(propsOrChildren)) {
return createVNode(type, null, [propsOrChildren])
}
// 只包含屬性不含有子元素
return createVNode(type, propsOrChildren) // h('div', { id: 'foo' })
} else {
// 忽略屬性
return createVNode(type, null, propsOrChildren) // h('div', ['foo'])
}
} else {
if (l > 3) {
children = Array.prototype.slice.call(arguments, 2)
} else if (l === 3 && isVNode(children)) {
children = [children]
}
return createVNode(type, propsOrChildren, children)
}
}
觀察以上代碼可知， h 函數(shù)內(nèi)部的主要處理邏輯就是根據(jù)參數(shù)個(gè)數(shù)和參數(shù)類(lèi)型，執(zhí)行相應(yīng)處理操作，但最終都是通過(guò)調(diào)用 createVNode 函數(shù)來(lái)創(chuàng)建 VNode 對(duì)象。在開(kāi)始介紹 createVNode 函數(shù)前，阿寶哥先舉一些實(shí)際開(kāi)發(fā)中的示例：
const app = createApp({ // 示例一
render: () => h('div', '我是阿寶哥')
})
const Comp = () => h("p", "我是阿寶哥"); // 示例二
app.component('component-a', { // 示例三
template: "<p>我是阿寶哥</p>"
})
示例一和示例二很明顯都使用了 h 函數(shù)，而示例三并未看到 h 或 createVNode 函數(shù)的身影。為了一探究竟，我們需要借助 Vue 3 Template Explorer 這個(gè)在線(xiàn)工具來(lái)編譯一下 "<p>我是阿寶哥</p>" 模板，該模板編譯后的結(jié)果如下（函數(shù)模式）：
// https://vue-next-template-explorer.netlify.app/
const _Vue = Vue
return function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
with (_ctx) {
const { createVNode: _createVNode, openBlock: _openBlock,
createBlock: _createBlock } = _Vue
return (_openBlock(), _createBlock("p", null, "我是阿寶哥"))
}
}
由以上編譯結(jié)果可知， "<p>我是阿寶哥</p>" 模板被編譯生成了一個(gè) render 函數(shù)，調(diào)用該函數(shù)后會(huì)返回 createBlock 函數(shù)的調(diào)用結(jié)果。其中 createBlock 函數(shù)的實(shí)現(xiàn)如下所示：
// packages/runtime-core/src/vnode.ts
export function createBlock(
type: VNodeTypes | ClassComponent,
props?: Record<string, any> | null,
children?: any,
patchFlag?: number,
dynamicProps?: string[]
): VNode {
const vnode = createVNode(
type,
props,
children,
patchFlag,
dynamicProps,
true /* isBlock: prevent a block from tracking itself */
)
// 省略部分代碼
return vnode
}
在 createBlock 函數(shù)內(nèi)部，我們終于看到了 createVNode 函數(shù)的身影。顧名思義，該函數(shù)的作用就是用于創(chuàng)建 VNode，接下來(lái)我們來(lái)分析一下它。
三、createVNode 函數(shù)內(nèi)部做了啥？
下面我們將從參數(shù)說(shuō)明和邏輯說(shuō)明兩方面來(lái)介紹 createVNode 函數(shù)：
3.1 參數(shù)說(shuō)明
createVNode 被定義在 runtime-core/src/vnode.ts 文件中：
// packages/runtime-core/src/vnode.ts
export const createVNode = (__DEV__
? createVNodeWithArgsTransform
: _createVNode) as typeof _createVNode
function _createVNode(
type: VNodeTypes | ClassComponent | typeof NULL_DYNAMIC_COMPONENT,
props: (Data & VNodeProps) | null = null,
children: unknown = null,
patchFlag: number = 0,
dynamicProps: string[] | null = null,
isBlockNode = false
): VNode {
//
return vnode
}
在分析該函數(shù)的具體代碼前，我們先來(lái)看一下它的參數(shù)。該函數(shù)可以接收 6 個(gè)參數(shù)，這里阿寶哥用思維導(dǎo)圖來(lái)重點(diǎn)介紹前面 2 個(gè)參數(shù)：
type 參數(shù)
// packages/runtime-core/src/vnode.ts
function _createVNode(
type: VNodeTypes | ClassComponent | typeof NULL_DYNAMIC_COMPONENT,
// 省略其他參數(shù)
): VNode { ... }
由上圖可知，type 參數(shù)支持很多類(lèi)型，比如常用的 string、VNode 和 Component 等。此外，也有一些陌生的面孔，比如 Text、Comment 、Static 和 Fragment 等類(lèi)型，它們的定義如下：
// packages/runtime-core/src/vnode.ts
export const Text = Symbol(__DEV__ ? 'Text' : undefined)
export const Comment = Symbol(__DEV__ ? 'Comment' : undefined)
export const Static = Symbol(__DEV__ ? 'Static' : undefined)
export const Fragment = (Symbol(__DEV__ ? 'Fragment' : undefined) as any) as {
__isFragment: true
new (): {
$props: VNodeProps
}
}
那么定義那么多的類(lèi)型有什么意義呢？這是因?yàn)樵?patch 階段，會(huì)根據(jù)不同的 VNode 類(lèi)型來(lái)執(zhí)行不同的操作：
// packages/runtime-core/src/renderer.ts
function baseCreateRenderer(
options: RendererOptions,
createHydrationFns?: typeof createHydrationFunctions
): any {
const patch: PatchFn = (
n1, n2, container, anchor = null, parentComponent = null, parentSuspense = null,
isSVG = false, optimized = false
) => {
// 省略部分代碼
const { type, ref, shapeFlag } = n2
switch (type) {
case Text: // 處理文本節(jié)點(diǎn)
processText(n1, n2, container, anchor)
break
case Comment: // 處理注釋節(jié)點(diǎn)
processCommentNode(n1, n2, container, anchor)
break
case Static: // 處理靜態(tài)節(jié)點(diǎn)
if (n1 == null) {
mountStaticNode(n2, container, anchor, isSVG)
} else if (__DEV__) {
patchStaticNode(n1, n2, container, isSVG)
}
break
case Fragment: // 處理Fragment節(jié)點(diǎn)
processFragment(...)
break
default:
if (shapeFlag & ShapeFlags.ELEMENT) { // 元素類(lèi)型
processElement(...)
} else if (shapeFlag & ShapeFlags.COMPONENT) { // 組件類(lèi)型
processComponent(...)
} else if (shapeFlag & ShapeFlags.TELEPORT) { // teleport內(nèi)置組件
;(type as typeof TeleportImpl).process(...)
} else if (__FEATURE_SUSPENSE__ && shapeFlag & ShapeFlags.SUSPENSE) {
;(type as typeof SuspenseImpl).process(...)
}
}
}
}
介紹完 type 參數(shù)后，接下來(lái)我們來(lái)看 props 參數(shù)，具體如下圖所示：
props 參數(shù)
function _createVNode(
type: VNodeTypes | ClassComponent | typeof NULL_DYNAMIC_COMPONENT,
props: (Data & VNodeProps) | null = null,
): VNode { ... }
props 參數(shù)的類(lèi)型是聯(lián)合類(lèi)型，這里我們來(lái)分析 Data & VNodeProps 交叉類(lèi)型：
其中 Data 類(lèi)型是通過(guò) TypeScript 內(nèi)置的工具類(lèi)型 Record 來(lái)定義的：
export type Data = Record<string, unknown>
type Record<K extends keyof any, T> = {
[P in K]: T;
};
而 VNodeProps 類(lèi)型是通過(guò)類(lèi)型別名來(lái)定義的，除了含有 key 和 ref 屬性之外，其他的屬性主要是定義了與生命周期有關(guān)的鉤子：
// packages/runtime-core/src/vnode.ts
export type VNodeProps = {
key?: string | number
ref?: VNodeRef
// vnode hooks
onVnodeBeforeMount?: VNodeMountHook | VNodeMountHook[]
onVnodeMounted?: VNodeMountHook | VNodeMountHook[]
onVnodeBeforeUpdate?: VNodeUpdateHook | VNodeUpdateHook[]
onVnodeUpdated?: VNodeUpdateHook | VNodeUpdateHook[]
onVnodeBeforeUnmount?: VNodeMountHook | VNodeMountHook[]
onVnodeUnmounted?: VNodeMountHook | VNodeMountHook[]
}
3.2 邏輯說(shuō)明
createVNode 函數(shù)內(nèi)部涉及較多的處理邏輯，這里我們只分析主要的邏輯：
// packages/runtime-core/src/vnode.ts
function _createVNode(
type: VNodeTypes | ClassComponent | typeof NULL_DYNAMIC_COMPONENT,
props: (Data & VNodeProps) | null = null,
children: unknown = null,
patchFlag: number = 0,
dynamicProps: string[] | null = null,
isBlockNode = false
): VNode {
// 處理VNode類(lèi)型，比如處理動(dòng)態(tài)組件的場(chǎng)景：<component :is="vnode"/>
if (isVNode(type)) {
const cloned = cloneVNode(type, props, true /* mergeRef: true */)
if (children) {
normalizeChildren(cloned, children)
}
return cloned
}
// 類(lèi)組件規(guī)范化處理
if (isClassComponent(type)) {
type = type.__vccOpts
}
// 類(lèi)和樣式規(guī)范化處理
if (props) {
// 省略相關(guān)代碼
}
// 把vnode的類(lèi)型信息轉(zhuǎn)換為位圖
const shapeFlag = isString(type)
? ShapeFlags.ELEMENT // ELEMENT = 1
: __FEATURE_SUSPENSE__ && isSuspense(type)
? ShapeFlags.SUSPENSE // SUSPENSE = 1 << 7,
: isTeleport(type)
? ShapeFlags.TELEPORT // TELEPORT = 1 << 6,
: isObject(type)
? ShapeFlags.STATEFUL_COMPONENT // STATEFUL_COMPONENT = 1 << 2,
: isFunction(type)
? ShapeFlags.FUNCTIONAL_COMPONENT // FUNCTIONAL_COMPONENT = 1 << 1,
: 0
// 創(chuàng)建VNode對(duì)象
const vnode: VNode = {
__v_isVNode: true,
[ReactiveFlags.SKIP]: true,
type,
props,
// ...
}
// 子元素規(guī)范化處理
normalizeChildren(vnode, children)
return vnode
}
介紹完 createVNode 函數(shù)之后，阿寶哥再來(lái)介紹另一個(gè)比較重要的函數(shù) —— normalizeVNode。
四、如何創(chuàng)建規(guī)范的 VNode 對(duì)象？
normalizeVNode 函數(shù)的作用，用于將傳入的 child 參數(shù)轉(zhuǎn)換為規(guī)范的 VNode 對(duì)象。
// packages/runtime-core/src/vnode.ts
export function normalizeVNode(child: VNodeChild): VNode {
if (child == null || typeof child === 'boolean') { // null/undefined/boolean -> Comment
return createVNode(Comment)
} else if (isArray(child)) { // array -> Fragment
return createVNode(Fragment, null, child)
} else if (typeof child === 'object') { // VNode -> VNode or mounted VNode -> cloned VNode
return child.el === null ? child : cloneVNode(child)
} else { // primitive types：'foo' or 1
return createVNode(Text, null, String(child))
}
}
由以上代碼可知，normalizeVNode 函數(shù)內(nèi)部會(huì)根據(jù) child 參數(shù)的類(lèi)型進(jìn)行不同的處理：
4.1 null / undefined -> Comment
expect(normalizeVNode(null)).toMatchObject({ type: Comment })
expect(normalizeVNode(undefined)).toMatchObject({ type: Comment })
4.2 boolean -> Comment
expect(normalizeVNode(true)).toMatchObject({ type: Comment })
expect(normalizeVNode(false)).toMatchObject({ type: Comment })
4.3 array -> Fragment
expect(normalizeVNode(['foo'])).toMatchObject({ type: Fragment })
4.4 VNode -> VNode
const vnode = createVNode('div')
expect(normalizeVNode(vnode)).toBe(vnode)
4.5 mounted VNode -> cloned VNode
const mounted = createVNode('div')
mounted.el = {}
const normalized = normalizeVNode(mounted)
expect(normalized).not.toBe(mounted)
expect(normalized).toEqual(mounted)
4.6 primitive types
expect(normalizeVNode('foo')).toMatchObject({ type: Text, children: `foo` })
expect(normalizeVNode(1)).toMatchObject({ type: Text, children: `1` })
五、阿寶哥有話(huà)說(shuō)
5.1 如何判斷是否為 VNode 對(duì)象？
// packages/runtime-core/src/vnode.ts
export function isVNode(value: any): value is VNode {
return value ? value.__v_isVNode === true : false
}
在 VNode 對(duì)象中含有一個(gè) __v_isVNode 內(nèi)部屬性，利用該屬性可以用來(lái)判斷當(dāng)前對(duì)象是否為 VNode 對(duì)象。
5.2 如何判斷兩個(gè) VNode 對(duì)象的類(lèi)型是否相同？
// packages/runtime-core/src/vnode.ts
export function isSameVNodeType(n1: VNode, n2: VNode): boolean {
// 省略__DEV__環(huán)境的處理邏輯
return n1.type === n2.type && n1.key === n2.key
}
在 Vue 3 中，是通過(guò)比較 VNode 對(duì)象的 type 和 key 屬性，來(lái)判斷兩個(gè) VNode 對(duì)象的類(lèi)型是否相同。
5.3 如何快速創(chuàng)建某些類(lèi)型的 VNode 對(duì)象？
在 Vue 3 內(nèi)部提供了 createTextVNode 、createCommentVNode 和 createStaticVNode 函數(shù)來(lái)快速的創(chuàng)建文本節(jié)點(diǎn)、注釋節(jié)點(diǎn)和靜態(tài)節(jié)點(diǎn)：
createTextVNode
export function createTextVNode(text: string = ' ', flag: number = 0): VNode {
return createVNode(Text, null, text, flag)
}
createCommentVNode
export function createCommentVNode(
text: string = '',
asBlock: boolean = false
): VNode {
return asBlock
? (openBlock(), createBlock(Comment, null, text))
: createVNode(Comment, null, text)
}
createStaticVNode
export function createStaticVNode(
content: string,
numberOfNodes: number
): VNode {
const vnode = createVNode(Static, null, content)
vnode.staticCount = numberOfNodes
return vnode
}
本文阿寶哥主要介紹了 VNode 對(duì)象是什么、如何創(chuàng)建 VNode 對(duì)象及如何創(chuàng)建規(guī)范的 VNode 對(duì)象。為了讓大家能夠更深入地理解 h 和 createVNode 函數(shù)的相關(guān)知識(shí)，阿寶哥還從源碼的角度分析了 createVNode 函數(shù) 。
在后續(xù)的文章中，阿寶哥將會(huì)介紹 VNode 在 Vue 3 內(nèi)部是如何被使用的，感興趣的小伙伴不要錯(cuò)過(guò)喲。
六、參考資源
Vue 3 官網(wǎng) - 渲染函數(shù)