Vue.js源碼（1）：Hello World的背后
下面的代碼會(huì)在頁(yè)面上輸出Hello World，但是在這個(gè)new Vue()到頁(yè)面渲染之間，到底發(fā)生了什么。這篇文章希望通過最簡(jiǎn)單的例子，去了解Vue源碼過程。這里分析的源碼版本是Vue.version = '1.0.20'
- <div id="mountNode">{{message}}</div>
- var vm = new Vue({
- el: '#mountNode',
- data: function () {
- return {
- message: 'Hello World'
- };
- }
- });
這篇文章將要解決幾個(gè)問題：
- new Vue()的過程中，內(nèi)部到底有哪些步驟
- 如何收集依賴
- 如何計(jì)算表達(dá)式
- 如何表達(dá)式的值如何反應(yīng)在DOM上的
簡(jiǎn)單來說過程是這樣的：
- observe: 把{message: 'Hello World'}變成是reactive的
- compile: compileTextNode "{{message}}"，解析出指令(directive = v-text)和表達(dá)式(expression = message)，創(chuàng)建fragment(new TextNode)準(zhǔn)備替換
- link：實(shí)例化directive，將創(chuàng)建的fragment和directive鏈接起來，將fragment替換在DOM上
- bind: 通過directive對(duì)應(yīng)的watcher獲取依賴(message)的值("Hello World")，v-text去update值到fragment上
詳細(xì)過程，接著往下看。
構(gòu)造函數(shù)
文件路徑：src/instance/vue.js
- function Vue (options) {
- this._init(options)
- }
初始化
這里只拿對(duì)例子理解最關(guān)鍵的步驟分析。文件路徑：src/instance/internal/init.js
- Vue.prototype._init = function (options) {
- ...
- // merge options.
- options = this.$options = mergeOptions(
- this.constructor.options,
- options,
- this
- )
- ...
- // initialize data observation and scope inheritance.
- this._initState()
- ...
- // if `el` option is passed, start compilation.
- if (options.el) {
- this.$mount(options.el)
- }
- }
merge options
mergeOptions()定義在src/util/options.js文件中，這里主要定義options中各種屬性的合并(merge)，例如：props, methods, computed, watch等。另外，這里還定義了每種屬性merge的默認(rèn)算法(strategy)，這些strategy都可以配置的，參考Custom Option Merge Strategy
在本文的例子中，主要是data選項(xiàng)的merge，在merge之后，放到$options.data中，基本相當(dāng)于下面這樣：
- vm.$options.data = function mergedInstanceDataFn () {
- var parentVal = undefined
- // 這里就是在我們定義的options中的data
- var childVal = function () {
- return {
- message: 'Hello World'
- }
- }
- // data function綁定vm實(shí)例后執(zhí)行，執(zhí)行結(jié)果: {message: 'Hello World'}
- var instanceData = childVal.call(vm)
- // 對(duì)象之間的merge，類似$.extend，結(jié)果肯定就是：{message: 'Hello World'}
- return mergeData(instanceData, parentVal)
- }
init data
_initData()發(fā)生在_initState()中，主要做了兩件事：
- 代理data中的屬性
- observe data
文件路徑：src/instance/internal/state.js
- Vue.prototype._initState = function () {
- this._initProps()
- this._initMeta()
- this._initMethods()
- this._initData() // 這里
- this._initComputed()
- }
屬性代理(proxy)
把data的結(jié)果賦值給內(nèi)部屬性：文件路徑：src/instance/internal/state.js
- var dataFn = this.$options.data // 上面我們得到的mergedInstanceDataFn函數(shù)
- var data = this._data = dataFn ? dataFn() : {}
代理(proxy)data中的屬性到_data，使得vm.message === vm._data.message：
文件路徑：src/instance/internal/state.js
- /**
- * Proxy a property, so that
- * vm.prop === vm._data.prop
- */
- Vue.prototype._proxy = function (key) {
- if (!isReserved(key)) {
- var self = this
- Object.defineProperty(self, key, {
- configurable: true,
- enumerable: true,
- get: function proxyGetter () {
- return self._data[key]
- },
- set: function proxySetter (val) {
- self._data[key] = val
- }
- })
- }
- }
observe
這里是我們的***個(gè)重點(diǎn)，observe過程。在_initData()***，調(diào)用了observe(data, this)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行observe。在hello world例子里，observe()函數(shù)主要是針對(duì){message: 'Hello World'}創(chuàng)建了Observer對(duì)象。
文件路徑：src/observer/index.js
- var ob = new Observer(value) // value = data = {message:'Hello World'}
在observe()函數(shù)中還做了些能否observe的條件判斷，這些條件有：
- 沒有被observe過(observe過的對(duì)象都會(huì)被添加__ob__屬性)
- 只能是plain object(toString.call(ob) === "[object Object]")或者數(shù)組
- 不能是Vue實(shí)例(obj._isVue !== true)
- object是extensible的(Object.isExtensible(obj) === true)
Observer
官網(wǎng)的Reactivity in Depth上有這么句話：
When you pass a plain JavaScript object to a Vue instance as its data option, Vue.js will walk through all of its properties and convert them to getter/setters
The getter/setters are invisible to the user, but under the hood they enable Vue.js to perform dependency-tracking and change-notification when properties are accessed or modified
Observer就是干這個(gè)事情的，使data變成“發(fā)布者”，watcher是訂閱者，訂閱data的變化。
在例子中，創(chuàng)建observer的過程是：
- new Observer({message: 'Hello World'})
- 實(shí)例化一個(gè)Dep對(duì)象，用來收集依賴
- walk(Observer.prototype.walk())數(shù)據(jù)的每一個(gè)屬性，這里只有message
- 將屬性變成reactive的(Observer.protoype.convert())
convert()里調(diào)用了defineReactive()，給data的message屬性添加reactiveGetter和reactiveSetter
文件路徑：src/observer/index.js
- export function defineReactive (obj, key, value) {
- ...
- Object.defineProperty(obj, key, {
- enumerable: true,
- configurable: true,
- get: function reactiveGetter () {
- ...
- if (Dep.target) {
- dep.depend() // 這里是收集依賴
- ...
- }
- return value
- },
- set: function reactiveSetter (newVal) {
- ...
- if (setter) {
- setter.call(obj, newVal)
- } else {
- val = newVal
- }
- ...
- dep.notify() // 這里是notify觀察這個(gè)數(shù)據(jù)的依賴（watcher）
- }
- })
- }
關(guān)于依賴收集和notify，主要是Dep類
文件路徑：src/observer/dep.js
- export default function Dep () {
- this.id = uid++
- this.subs = []
- }
這里的subs是保存著訂閱者(即watcher)的數(shù)組，當(dāng)被觀察數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，即被調(diào)用setter，那么dep.notify()就循環(huán)這里的訂閱者，分別調(diào)用他們的update方法。
但是在getter收集依賴的代碼里，并沒有看到watcher被添加到subs中，什么時(shí)候添加進(jìn)去的呢?這個(gè)問題在講到Watcher的時(shí)候再回答。
mount node
按照生命周期圖上，observe data和一些init之后，就是$mount了，最主要的就是_compile。
文件路徑：src/instance/api/lifecycle.js
- Vue.prototype.$mount = function (el) {
- ...
- this._compile(el)
- ...
- }
_compile里分兩步：compile和link
compile
compile過程是分析給定元素(el)或者模版(template)，提取指令(directive)和創(chuàng)建對(duì)應(yīng)離線的DOM元素(document fragment)。
文件路徑：src/instance/internal/lifecycle.js
- Vue.prototype._compile = function (el) {
- ...
- var rootLinker = compileRoot(el, options, contextOptions)
- ...
- var rootUnlinkFn = rootLinker(this, el, this._scope)
- ...
- var contentUnlinkFn = compile(el, options)(this, el)
- ...
- }
例子中compile #mountNode元素，大致過程如下：
- compileRoot：由于root node(<div id="mountNode"></div>)本身沒有任何指令，所以這里compile不出什么東西
- compileChildNode：mountNode的子node，即內(nèi)容為"{{message}}"的TextNode
- compileTextNode：
3.1 parseText：其實(shí)就是tokenization(標(biāo)記化：從字符串中提取符號(hào)，語句等有意義的元素)，得到的結(jié)果是tokens
3.2 processTextToken：從tokens中分析出指令類型，表達(dá)式和過濾器，并創(chuàng)建新的空的TextNode
3.3 創(chuàng)建fragment，將新的TextNode append進(jìn)去
parseText的時(shí)候，通過正則表達(dá)式(/\{\{\{(.+?)\}\}\}|\{\{(.+?)\}\}/g)匹配字符串"{{message}}"，得出的token包含這些信息：“這是個(gè)tag，而且是文本(text)而非HTML的tag，不是一次性的插值(one-time interpolation)，tag的內(nèi)容是"message"”。這里用來做匹配的正則表達(dá)式是會(huì)根據(jù)delimiters和unsafeDelimiters的配置動(dòng)態(tài)生成的。
processTextToken之后，其實(shí)就得到了創(chuàng)建指令需要的所有信息：指令類型v-text，表達(dá)式"message"，過濾器無，并且該指令負(fù)責(zé)跟進(jìn)的DOM是新創(chuàng)建的TextNode。接下來就是實(shí)例化指令了。
link
每個(gè)compile函數(shù)之后都會(huì)返回一個(gè)link function(linkFn)。linkFn就是去實(shí)例化指令，將指令和新建的元素link在一起，然后將元素替換到DOM tree中去。每個(gè)linkFn函數(shù)都會(huì)返回一個(gè)unlink function(unlinkFn)。unlinkFn是在vm銷毀的時(shí)候用的，這里不介紹。
實(shí)例化directive：new Directive(description, vm, el)
description是compile結(jié)果token中保存的信息，內(nèi)容如下：
- description = {
- name: 'text', // text指令
- expression: 'message',
- filters: undefined,
- def: vTextDefinition
- }
def屬性上的是text指令的定義(definition)，和Custome Directive一樣，text指令也有bind和update方法，其定義如下：
文件路徑：src/directives/public/text.js
- export default {
- bind () {
- this.attr = this.el.nodeType === 3
- ? 'data'
- : 'textContent'
- },
- update (value) {
- this.el[this.attr] = _toString(value)
- }
- }
new Directive()構(gòu)造函數(shù)里面只是一些內(nèi)部屬性的賦值，真正的綁定過程還需要調(diào)用Directive.prototype._bind，它是在Vue實(shí)例方法_bindDir()中被調(diào)用的。
在_bind里面，會(huì)創(chuàng)建watcher，并***次通過watcher去獲得表達(dá)式"message"的計(jì)算值，更新到之前新建的TextNode中去，完成在頁(yè)面上渲染"Hello World"。
watcher
For every directive / data binding in the template, there will be a corresponding watcher object, which records any properties “touched” during its evaluation as dependencies. Later on when a dependency’s setter is called, it triggers the watcher to re-evaluate, and in turn causes its associated directive to perform DOM updates.
每個(gè)與數(shù)據(jù)綁定的directive都有一個(gè)watcher，幫它監(jiān)聽表達(dá)式的值，如果發(fā)生變化，則通知它update自己負(fù)責(zé)的DOM。一直說的dependency collection就在這里發(fā)生。
Directive.prototype._bind()里面，會(huì)new Watcher(expression, update)，把表達(dá)式和directive的update方法傳進(jìn)去。
Watcher會(huì)去parseExpression：
文件路徑：src/parsers/expression.js
- export function parseExpression (exp, needSet) {
- exp = exp.trim()
- // try cache
- var hit = expressionCache.get(exp)
- if (hit) {
- if (needSet && !hit.set) {
- hit.set = compileSetter(hit.exp)
- }
- return hit
- }
- var res = { exp: exp }
- res.get = isSimplePath(exp) && exp.indexOf('[') < 0
- // optimized super simple getter
- ? makeGetterFn('scope.' + exp)
- // dynamic getter
- : compileGetter(exp)
- if (needSet) {
- res.set = compileSetter(exp)
- }
- expressionCache.put(exp, res)
- return res
- }
這里的expression是"message"，單一變量，被認(rèn)為是簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)訪問路徑(simplePath)。simplePath的值如何計(jì)算，怎么通過"message"字符串獲得data.message的值呢?
獲取字符串對(duì)應(yīng)的變量的值，除了用eval，還可以用Function。上面的makeGetterFn('scope.' + exp)返回：
- var getter = new Function('scope', 'return ' + body + ';') // new Function('scope', 'return scope.message;')
Watch.prototype.get()獲取表達(dá)式值的時(shí)候，
- var scope = this.vm
- getter.call(scope, scope) // 即執(zhí)行vm.message
由于initState時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了代理(proxy)，這里的vm.message即為vm._data.message，即是data選項(xiàng)中定義的"Hello World"。
值拿到了，那什么時(shí)候?qū)essage設(shè)為依賴的呢?這就要結(jié)合前面observe data里說到的reactiveGetter了。
文件路徑：src/watcher.js
- Watcher.prototype.get = function () {
- this.beforeGet() // -> Dep.target = this
- var scope = this.scope || this.vm
- ...
- var value value = this.getter.call(scope, scope)
- ...
- this.afterGet() // -> Dep.target = null
- return value
- }
watcher獲取表達(dá)式的值分三步：
- beforeGet：設(shè)置Dep.target = this
- 調(diào)用表達(dá)式的getter，讀取(getter)vm.message的值，進(jìn)入了message的reactiveGetter，由于Dep.target有值，因此執(zhí)行了dep.depend()將target，即當(dāng)前watcher，收入dep.subs數(shù)組里
- afterGet：設(shè)置Dep.target = null
這里值得注意的是Dep.target，由于JS的單線程特性，同一時(shí)刻只能有一個(gè)watcher去get數(shù)據(jù)的值，所以target在全局下只需要有一個(gè)就可以了。
文件路徑：src/observer/dep.js
- // the current target watcher being evaluated.
- // this is globally unique because there could be only one
- // watcher being evaluated at any time.
- Dep.target = null
就這樣，指令通過watcher，去touch了表達(dá)式中涉及到的數(shù)據(jù)，同時(shí)被該數(shù)據(jù)(reactive data)保存為其變化的訂閱者(subscriber)，數(shù)據(jù)變化時(shí)，通過dep.notify() -> watcher.update() -> directive.update() -> textDirective.update()，完成DOM的更新。
到這里，“Hello World”怎么渲染到頁(yè)面上的過程基本就結(jié)束了。這里針對(duì)最簡(jiǎn)單的使用，挑選了最核心的步驟進(jìn)行分析，更多內(nèi)部細(xì)節(jié)，后面慢慢分享。
