將你的 Virtual dom 渲染成 Canvas
項目概述
一個基于 vue 的 virtual dom 插件庫，按照Vue render 函數的寫法，直接將 Vue 生成的 Vnode 渲染到 canvas 中。支持常規的滾動操作和一些基礎的元素事件綁定。
demo 地址：https://muwoo.github.io/vnode2canvas/
背景
從一個小的需求說起：某一天，產品提了一個這樣的需求，需要制作一個微信活動頁，活動頁可以分享包含用戶相關信息的圖片。這些信息是需要從接口取的，而且每個人都不一樣。第一次碰到這種需求的時候，基本上都會去手擼 canvasAPI 去做渲染功能，這種情況的步驟大致如下：
- 寫一大串 dom template 標簽
- 渲染 template 成 dom 標簽
- 開始捕捉 dom 元素，繪制 canvas
- canvas 渲染圖片
面臨的主要問題是復用性太差，其次是性能上也有問題，用戶看到的界面不一定和正式渲染出的界面一致，可能存在渲染差異。作為一個有追求的前端，當然得想想看有沒有更好的法子。于是乎了解到了一個 html2canvas 這樣一個庫。但是總是感覺還是要轉成 dom 再去繪制，而且感覺性能和穩定性也不是很好。
我們知道 vue 通過 vnode 實現了對不同端的渲染工作，那有沒有可能通過 vnode 實現對 canvas 的渲染呢？也就是說，沒有 vnode -> html -> canvas 而是直接vnode -> canvas。同時利用 vue 的數據驅動，來達到繪制的數據驅動。想法有了，下面開始實施。
調研
這篇文章對此有詳細的介紹：60 FPS on the mobile web 這里簡單的概括一下：
canvas 是一種立即模式的渲染方式，不會存儲額外的渲染信息。Canvas 受益于立即模式,允許直接發送繪圖命令到 GPU。但若用它來構建用戶界面，需要進行一個更高層次的抽象。例如一些簡單的處理,比如當繪制一個異步加載的資源到一個元素上時會出現問題,如在圖片上繪制文本。
在 HTML 中，由于元素存在順序，以及 CSS 中存在 z-index，因此是很容易實現的。dom 渲染是一種保留模式，保留模式是一種聲明性 API，用于維護繪制到其中的對象的層次結構。保留模式 API 的優點是，對于你的應用程序，他們通常更容易構建復雜的場景，例如 DOM。通常這都會帶來性能成本,需要額外的內存來保存場景和更新場景，這可能會很慢。
看來 canvas 繪制頁面的研究，很久之前就已經有人付出過研究了。而且性能還是很不錯的。那我們更要試試看，到底我們的想法能不能實現了！越來越期待....
開始
canvas 的渲染其實也是一種嘗試，既然前人以及做了充分的實踐，那么我們便站在巨人的肩膀上去基于 vue 來實現一個數據驅動的canvas渲染。說做就做！(我們這里只提供思路，不做具體實現細節的討論，因為實現起來有點復雜，如果有興趣可以參考我的項目實現，或者一起交流探討 )
處理 vnode
熟悉 Vue 源碼的應該都知道，Vue 通過 render 函數，傳入 createElement 方法來構造出一個 vnode，通過發布--訂閱模式來實現對數據的監聽，重新生成 vnode。vnode 最后被轉成各平臺所需的視圖。而我們要做的就是在 vnode 這一層開始。所以，我們基于 Vue 源碼的方式，實現一個監聽函數，并混入 Vue 實例中：
- Vue.mixin({
- // ...
- created() { if (this.$options.renderCanvas) {
- // ...
- // 監聽vnode中引用的變化，重新渲染
- this.$watch(this.updateCanvas, this.noop)
- // ...
- } }, methods: { updateCanvas() { // 模擬Vue render 函數
- // 尋找實例中定義的 renderCanvas 方法，并傳入createElement方法
- let vnode = this.$options.renderCanvas.call(this._renderProxy, this.$createElement)
- }})
這樣我們就可以愉快的在組件內部使用：
- renderCanvas (h) {
- return h(...)
- }
canvas 元素處理
render 的 vnode 我們需要做額外的一些約束，也就是說我們需要怎么樣的渲染標簽，來渲染對應的 canvas 元素（舉個 ）：
- view/scrollView/scrollItem --> fillRect
- text --> fillText
- image --> drawImage
其中這些元素類分別都繼承于一個 Super 類，并且由于它們各有不同的展示方式，因此它們分別實現自己的 draw 方法，做定制化的展示。
繪制對象的布局機制實現
繪制 canvas 布局最基礎的寫法是為 canvas 元素傳入一系列坐標點和相關的基礎寬高，這樣寫到實際項目中可能是這樣的：
- renderCanvas(h) {
- return h('view', {
- style: {
- left: 10,
- top: 10,
- width: 100,
- height: 100
- } })}
這樣寫確實有點不方便維護，目前有好幾種解決方案，一種是使用 css-layout去做管理。css-layout 支持的轉換屬性如下：
這樣也只是做了一層轉換，幫我們更好的用 css 思維去寫 canvas，但是如果我們很不爽 css in js 的寫法，其實我們還可以寫一個webpack loader 來加載外部 css：
- const css = require('css')
- module.exports = function (source, other) {
- let cssAST = css.parse(source)
- let parseCss = new ParseCss(cssAST)
- parseCss.parse() this.cacheable();
- this.callback(null, parseCss.declareStyle(), other);
- };class ParseCss {
- constructor(cssAST) {
- this.rules = cssAST.stylesheet.rules
- this.targetStyle = {}
- } parse () { this.rules.forEach((rule) => {
- let selector = rule.selectors[0]
- this.targetStyle[selector] = {}
- rule.declarations.forEach((dec) => {
- this.targetStyle[selector][dec.property] = this.formatValue(dec.value)
- }) }) } formatValue (string) {
- string = string.replace(/"/g, '').replace(/'/g, '')
- return string.indexOf('px') !== -1 ? parseInt(string) : string
- } declareStyle (property) { return `window.${property || 'vStyle'} = ${JSON.stringify(this.targetStyle)}`
- }}
簡單的來說：主要也就是將 css 文件轉成 AST 語法樹，之后再對語法樹做轉換，轉成 canvas 需要的定義形式，并以變量的形式注入到組件中。
實現列表滾動
如果我們的元素很多，需要滾動時，我們必須解決 canvas 內部元素滾動的問題。這里我選擇了使用Zynga Scroller 來模擬用戶滾動方法，通過他返回的滾動坐標點，來對 canvas 進行重繪。有興趣的可以參考這里我的實現：
https://github.com/muwoo/vnode2canvas/blob/master/src/core/shape/scrollView.js
事件模擬
對于 click，touch 等 dom 事件的模擬，我們采用的方案是根據點擊區域進行檢測，并找出最底層的元素，遞歸尋找父元素并觸發對應事件處理程序，從而模擬事件冒泡。詳細的實現可以參考這里：
https://github.com/muwoo/vnode2canvas/blob/master/src/core/event.js
最后
canvas 繪制頁面也是一種創新的嘗試，希望這里的研究對你有啟發，也歡迎你的 PR。這里也做了很多性能優化，限于篇幅不在贅述了，有興趣也可以一起探討。
最后：它并不意味著完全取代基于DOM的渲染，這仍然需要文本輸入，復制/粘貼，可訪問性和SEO。出于這些原因，我們可以使用canvas和基于DOM的渲染的組合。
