概览

Vue.js作为目前最风行的前端框架之一,一些概念和原理还是须要咱们前端开发人员理解与深刻了解的。

Vue.js波及的知识点很多,一些重要概念,例如:如何应用proxy实现响应式effect,虚构DOMDiff算法及演变过程(双端Diff算法、疾速Diff算法等),渲染器原理的实现,编译器、解析器的工作原理,动静节点、动态晋升等等;

当初重点采纳图解步骤剖析一下编译器的简略工作原理;

编译器概念

编译器其实就是一段JavaScript代码程序,它将一种语言(A)编译成另外一种语言(B),其中前者A通常被叫做源代码,后者B通常被叫做为指标代码。例如咱们vue的前端我的项目的.vue文件个别即为源代码,而编译后dist文件里的.js文件即为指标代码;这个过程就被称为编译(compile

要害概念

次要波及的概念:

  • DSL 畛域特定语言
  • AST 形象语法树(Abstract Syntax Tree)
  • 无限状态机
  • 深度优先算法

简略流程

一个规范的编译器流程如下图所示:

Vue.js作为DSL,其编译流程会与上图有所不同,对于Vue.js来说,源代码就是组件的模板代码,而指标代码就是可能在浏览器(或其余平台)平台上运行的JavaScript代码。

Vue的编译器

Vue.js的指标代码其实就是渲染函数(render函数)。详情而言,Vue.js编译器首先对模板进行词法剖析、语法分析,而后失去模板的形象语法树(AST)。随后将模板AST转换成JavaScript AST,最初再转换成JavaScript代码,及渲染函数。一个简略的Vue.js模板编译器的工作流如下:

简略如下:
模板代码

<div>    <h1 id="vue">vue_compiler</h1></div>

指标的AST

const ast = {    type: 'Root',    children: [        {            type: 'Element',            tag: 'div',            children: [                {                    type:'Element',                    tag: 'h1',                    props: [                        {                            type: 'Attribute',                            name: 'id',                            content: 'vue'                        }                    ],                    children: [                        {                            type: 'Text',                            content: 'vue_compiler'                        }                    ]                }            ]        }    ]}

指标代码

function render() {    return h('div', [        h('h1', {id: 'vue'}, 'vue_compiler')    ])}

由以上代码能够看出,AST其实就是一个具备层级构造的对象,模板的AST与模板具备雷同的嵌套构造。每一颗AST都有一个逻辑上的根节点,其类型为Root,而模板中真正的根节点则作为Root节点的children存在。

察看AST可知:

  • 不同类型的节点是通过节点的type属性进行辨别的。
  • 标签节点的子节点存储在其children数组中。
  • 标签节点的属性节点会存储在props数组中。
  • 不同类型的节点会应用不同的对象属性进行形容。

编译过程

parse函数

Vue.js通过封装parse函数,实现对模板的词法剖析和语法分析,最终失去模板的AST。parse函数接管模板字符串作为参数,并将解析后的AST作为返回值返回;

const template = `    <div>        <h1>vue<h1>    </div>`const templateAst = parse(template)

解析器是如何对模板字符串进行宰割的呢,此处就须要用到无限状态自动机。指的是在无限个状态之间,随着字符的输出,解析器会主动地在不同的状态之间进行切换。(实际上无限状态机是能够应用正则表达式来实现的)。

简略的状态机流程图:

通过无限状态机原理,能够帮忙咱们实现对模板的标记,最终将失去一系列Token(词法标记号)。

假如有如下代码:

const template = `<div><span>Vue</span><p>Vue Compiler</p></div>` // 模板字符串// 通过无限状态机原理实现词法合成失去三个Token// 开始标签 <div>// 文本节点 vue// 完结标签 </div>// 最终值为const tokens = tokenize(template);// [//     {//         type: 'tag', name: 'div'//     },//     {//         type: 'tag', name: 'span'//     },//     {//         type: 'text', name: 'Vue'//     },//     {//         type: 'tagEnd', name: 'span'//     },//     {//         type: 'tag', name: 'p'//     },//     {//         type: 'text', name: 'Vue Compiler'//     },//     {//         type: 'tagEnd', name: 'p'//     },//     {//         type: 'tagEnd', name: 'div'//     }// ]// 此代码须要生成的AST应为const ast = {    type: 'Root',    children: [        {            // 理论的根节点            type: 'Element',            tag:: 'div',            children: [                {                    type: 'Element',                    tag:: 'span',                    children: [                        {                            type: 'Text',                            content: 'Vue'                        }                    ]                },                {                    type: 'Element',                    tag:: 'p',                    children: [                        {                            type: 'Text',                            content: 'Vue Compiler'                        }                    ]                }            ]        }    ]}

以上代码生成的AST数据结构HTML构造雷同,都是树状构造

接下来要做的就是将生成的tokens转换成AST,在转换过程中须要保护一个Stack,这个栈将用来保护元素间的父子关系。每到遇到一个开始标签,就创立一个Element类型的AST节点,并将其压入栈内,相似的,每当遇到一个完结标签节点,咱们就将以后栈顶的节点弹出。这样栈顶的节点将始终充当父节点的角色。转换过程中的所有节点,都将作为以后栈顶节点的子节点,并增加到栈顶节点的children属性下。流程如下图示:

最后节点只有根节点Root

当扫描到第一个标签是开始节点时,因而咱们创立一个类型为Element的AST节点Element(div),并将该节点作为以后节点的子节点。因为以后的栈顶节点是Root节点,所以新创建的Element(div)节点作为Root节点的子节点被增加到AST中,最初将新建的Element(div)节点压入栈中。

因为第二个节点也是一个开始标签,所以流程同上一步,只不过以后的栈顶节点为Element(div),所以将以后的节点Element(span)作为其子节点增加到AST中,最初将Element(div)节点压入栈中。

接下来的节点是一个文本节点,所以须要创立一个Text类型的AST节点,并将其作为栈顶节点Element(span)的子节点退出到AST中,不同的时,以后接待不是Element类型,所以不须要压入栈中;

上面是一个完结标签节点,依据规定,则须要将以后栈顶的节点弹出。

前面的流程此处就不再累述

最终实现后的成果如下:

当初咱们来实现parse函数

function parse(str) {    // 对模板进行词法剖析,失去节点list    const tokens = okenize(template);    // 创立跟节点    const root = {        type: 'Root',        children: []    };    // 创立节点栈,root节点作为栈的根节点    const stack = [root];    while(tokens.length) {        const parent = stack[stack.length - 1];        const token = tokens[0] // 从第一个点开始        switch(t.type) {            case 'tag':                const eleNode = {                    type: 'Element',                    tag: t.name,                    children: []                }                parent.children.push(eleNode);                stack.push(eleNode);                break;            case 'text':                const textNode = {                    type: 'Text',                    content: t.content                }                parent.children.push(textNode);                break;            case 'tagEnd':                // 完结标签,将栈顶节点弹出栈                stack.pop();                break;        }        // 生产掉已解决的节点        tokens.shift()    }    return root}

以上就是一个简版的parse函数的实现,当然绝对于Vue.js的源码还有很多差别,但基本原理大致相同。

上面对于transform函数和generate函数仅做了简要阐明,具体实现原理敬请期待;

transform函数

const template = `    <div>        <h1>vue<h1>    </div>`const templateAst = parse(template)const jsAst = transform(templateAst)

generate函数

const template = `    <div>        <h1>vue<h1>    </div>`const templateAst = parse(template)const jsAst = transform(templateAst)const code = generate(jsAst)

残缺流程

以上就是Vue模板编译器的根本构造和工作流程,它次要有三个局部组成:

  • 用来将模板字符串解析为模板AST的解析器(parser);
  • 用来将模板AST解析成JavaScript AST的转换器(transformer);
  • 用来依据JavaScript AST生成渲染函数代码的生成器(generator);

本文章次要探讨了parser的根本实现原理(实际上Vue.js的真正实现要简单的多,比方正则解析、Vue语法解析v-if、v-show、内插值{{}}等等),以及如何应用无限状态自动机来结构一个词法分析器,其过程就是状态机在不同的状态之间进行迁徙的过程,并生成一个Token列表汇合。而后应用Token列表汇合和顶节点元素栈来结构一个能够用来形容模板的AST,最初应用模板AST来解析成JavaScript AST和渲染函数。


作者:GFE-绝对零度
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参考

Vue.js源码;

Vue.js设计与实现;