Vue2.x源码解析系列七：深入Compiler理解render函数的生成过程

[lihongxun945]

render函数生成的步骤概览

如果大家有上过编译原理课，其实会比较容易看懂 compiler 模块的代码。所谓编译就是把一种语言转换成另一种语言的过程。在我们这里就是把字符串模板转换成 render 函数的过程。一般来说一个编译器会包括三个部分：

• 词法分析：把字符串转换成 token
• 语法分析：构建抽象语法树 AST
• 语义分析：生成目标代码

在我们的例子中，我们需要做如下转换：

compiler 会经过上面说的三个步骤，完成这个过程，我画了一个图来表示这个过程：

在图中 baseCompile 会 接收一个 template 字符串，然后调用 parse 把它转换成 抽象语法树 AST，然后再调用 generate 把语法树转成代码。注意这时候的代码是一个字符串，最后通过 createCompileToFunctionFn 把代码字符串转换成一个函数。现在看不懂图没关系，我们下面一步步通过代码来讲解

AST的生成：词法和语法分析

parse 函数会进行词法和语法分析，最终生成一棵抽象语法树，parse 函数会调用 parseHTML 进行词法分析，然后把分析的结果进行语法分析，最后整理成一棵树。parse 函数特别长，为了方便阅读，这里我省略大部分代码，只保留基本的结构做说明

/**
 * Convert HTML string to AST.
 */
export function parse (
  template: string,
  options: CompilerOptions
): ASTElement | void {
  // 一些配置的处理

  // 这个变量是比较重要的，通过这个栈暂存对 parseHTML 返回的结果
  const stack = []
  let root // 最终语法树的根节点

  parseHTML(template, {
    // 一些配置
    start (tag, attrs, unary) {

      let element: ASTElement = createASTElement(tag, attrs, currentParent)
      // 对if,for, once 等指令进行一些处理

      // tree management
      if (!root) { // 第一个处理的元素，把它作为根节点
        root = element
        checkRootConstraints(root)
      } else if (!stack.length) {
        
      }
      // currentParent 是当前节点的父节点，因此我们直接把当前节点放入 currentParent.children 就行了
      if (currentParent && !element.forbidden) {
        // 省略
        // 构建父子节点
          currentParent.children.push(element)
          element.parent = currentParent
        }
      }
      // 根据情况移动currentParent指针，如果是孩子关系就移动，兄弟关系就不移动。
      if (!unary) {
        currentParent = element
        stack.push(element)
      } else {
        closeElement(element)
      }
    },
    // 匹配到结束标签的时候，比如</div>就进行出栈操作，并且移动指针
    end () {
      // remove trailing whitespace
      const element = stack[stack.length - 1]
      const lastNode = element.children[element.children.length - 1]
      if (lastNode && lastNode.type === 3 && lastNode.text === ' ' && !inPre) {
        element.children.pop()
      }
      // pop stack
      stack.length -= 1
      currentParent = stack[stack.length - 1]
      closeElement(element)
    },

    // 省略
  })
  return root
}

parse 函数会调用 parseHTML 进行解析，parseHTML 会遍历模板字符串，每当找到开始节点的时候就调用 parse 中的 start 创建一个 element 并入栈，同时会处理好父子关系。每当匹配到一个结束节点的时候，就调用 end 进行出栈操作。

其实这是用深度优先遍历（DFS）的方式来生成一棵树，在不使用递归的情况下就是通过 stack 来保存遍历路径上的节点。举个例子来说明:

<div class="hello”><span>123</span><p>1111</p></div>

这段HTML其实有一个根节点，和两个子节点。

当 parseHTML 扫描到 <div class=“hello”> 的时候，因为是一个开始节点，因此会调用 options.start 来处理。此时会创建一个根节点出来，如下图所示。其中红色箭头是 currentParent 指针，蓝色方框是 stack 栈：

然后继续扫描，会碰到 <span> 节点，因为也是开始节点，所以继续进行压栈和移动指针操作，此时会变成这样：

再往下扫描的时候，会碰到 </span> 节点，因为是结束节点，所以进行出栈操作，同时把指针移动到栈的最后一个元素上，也就是 <div> 元素，此时变成这样：

注意上图中，我们为什么知道 span 出栈后应该怎么移动指针，是因为我们在栈中记录了。

接下来会碰到 <p> 节点，因为是开始节点，所以会创建一个新的元素，并入栈，同时移动指针：

然后继续扫描碰到 </p> 节点，进行出栈操作，同时移动指针：

最后，碰到 </div> 再次出栈，此时 stack 为空，说明已经解析完毕：

以上就是 parse 函数创建AST的过程，这里仅仅说明了如何创建一颗树，其实在每一个节点的创建的时候，都有很多情况要处理，比如节点类型可能是 slot 或者 template，节点上会有 attributes等需要取出来。这些我就不很细致的讲解了，有兴趣的话可以自行参阅源码。

最终生成的AST如下所示：

生成目标代码

在 parse 生成 ast 之后，我们就可以通过这个AST来生成目标代码了。codegen 是一个有限自动机DFA，他会从一个状态开始，根据条件向下一个状态转移。对于我们上文中的例子来说，其实逻辑比较简单，如下图所示：

从genElement 入口开始处理根节点，在这个函数内部，会调用 genData 来生成 createElement函数需要用到的 data，这个data包含元素属性上的各种 attributes，我们在模板中可以定义的 class , style, directives 等都会被包含在data中，官方对data 的解释在这里：https://cn.vuejs.org/v2/guide/render-function.html#%E6%B7%B1%E5%85%A5-data-%E5%AF%B9%E8%B1%A1

genElement 还会对影响节点是否被渲染的一些特殊指令进行处理，比如 v-if, v-for, v-one 等。完整的代码如下：

export function genElement (el: ASTElement, state: CodegenState): string {
  if (el.staticRoot && !el.staticProcessed) {
    return genStatic(el, state)
  } else if (el.once && !el.onceProcessed) {
    return genOnce(el, state)
  } else if (el.for && !el.forProcessed) {
    return genFor(el, state)
  } else if (el.if && !el.ifProcessed) {
    return genIf(el, state)
  } else if (el.tag === 'template' && !el.slotTarget) {
    return genChildren(el, state) || 'void 0'
  } else if (el.tag === 'slot') {
    return genSlot(el, state)
  } else {
    // component or element
    let code
    if (el.component) {
      code = genComponent(el.component, el, state)
    } else {
      const data = el.plain ? undefined : genData(el, state)

      const children = el.inlineTemplate ? null : genChildren(el, state, true)
      code = `_c('${el.tag}'${
        data ? `,${data}` : '' // data
      }${
        children ? `,${children}` : '' // children
      })`
    }
    // module transforms
    for (let i = 0; i < state.transforms.length; i++) {
      code = state.transforms[i](el, code)
    }
    return code
  }
}

我们来看一下 genFor 是如何处理 for 循环的:

function genFor (
  el,
  state,
  altGen,
  altHelper
) {
  var exp = el.for;
  var alias = el.alias;
  var iterator1 = el.iterator1 ? ("," + (el.iterator1)) : '';
  var iterator2 = el.iterator2 ? ("," + (el.iterator2)) : '';

  el.forProcessed = true; // avoid recursion
  return (altHelper || '_l') + "((" + exp + ")," +
    "function(" + alias + iterator1 + iterator2 + "){" +
      "return " + ((altGen || genElement)(el, state)) +
    '})'
}

其中的三个参数 alias, iterator1 和 iterator2 分别是我们在下面这种用法时的三个形参：

<div v-for="(value, key, index) in object">
  {{ index }}. {{ key }}: {{ value }}
</div>

最后生成代码也是直接通过拼接字符串实现的，如果我们有这样的模板：

<div class="hello"><p v-for="a in [1,2,3]">1111</p></div>

那么最终会生成这样的代码，其中 _l 是 renderList 他会遍历 我们传入的数组，并调用第二个参数进行渲染。

"_l(([1,2,3]),function(a){return _c('p',[_v("1111")])})"

到这里我们弄懂了我们传入的 template 字符串，是如何被编译成render 函数的，其他的细节这里不再详细解读。下一章，我们讲如何 VDOM 的渲染。

下一章：Vue2.x源码解析系列八：深入$mount内部理解组件挂载和更新原理