一文帶你吃透Vue3編譯原理

更新時間：2023年02月09日 10:26:03 作者：mick

一直對編譯原理的東西都有一種恐懼感，感覺太難了，看不懂，打開vue3源碼看到編譯相關(guān)的代碼，直接嚇退。不要擔(dān)心，小編今天帶你一文吃透Vue3編譯原理

主要流程

現(xiàn)在我們就來一起分析一個簡易的vue3的編譯原理。一句話概括一下我們想要實現(xiàn)的功能，那就是將template模板生成我們想要的render函數(shù)即可。簡單的一句話卻蘊含著大量的知識。

<div>hi, {{message}}</div>

最后生成

import { toDisplayString as _toDisplayString, openBlock as _openBlock, createElementBlock as _createElementBlock } from "vue"

export function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
  return (_openBlock(), _createElementBlock("div", null, "hi, " + _toDisplayString(_ctx.message), 1 /* TEXT */))
}

首先template會通過詞法分析、語法分析解析成AST(抽象語法樹)，然后利用transform對AST進行優(yōu)化，最后通過generate模塊生成我們想要的render函數(shù)。

在vue3的源碼中主要分成了3個部分（以下是簡化后的源碼）

export function baseCompile(template){
  const ast = baseParse(template)
  transform(ast)
  return generate(ast)
}

通過parse將template生成ast
通過transform優(yōu)化ast
通過generate生成render函數(shù)

由于這3個部分牽扯的東西比較多，我們這篇文章主要來講解一下parse的實現(xiàn)(友情提示：為了讓大家剛好的理解，本文的代碼全部都是精簡過得哦)

parse的實現(xiàn)

我們就拿一個簡單的例子入手

<div><p>hi</p>{{message}}</div>

看似一個簡單的例子，其實3種類型：element、text、插值。我們將這三種類型用枚舉定義一下。

const enum NodeTypes {
  ROOT,
  INTERPOLATION,
  SIMPLE_EXPRESSION,
  ELEMENT,
  TEXT
}

ROOT類型表示根節(jié)點，SIMPLE_EXPRESSION類型表示插值的內(nèi)容。最后我們想要通過parse生成一個ast。

{
    type: NodeTypes.ROOT
    children: [
        {
          type: NodeTypes.ELEMENT,
          tag: "div",
          children: [
            {
              type: NodeTypes.ELEMENT,
              tag: "p",
              children: [
                {
                  type: NodeTypes.TEXT,
                  content: "hi"
                }
              ]
            },
            {
              type: NodeTypes.INTERPOLATION,
              content: {
                type: NodeTypes.SIMPLE_EXPRESSION,
                content: "message"
              }
            }
          ]
        }
    ]
}

基于源碼我們可以知道ast是由函數(shù)baseParse生成。那我們就從這個函數(shù)入手。

baseParse

export function baseParse(content: string) {
  const context = createParseContext(content)
  return createRoot(parserChildren(context, []))
}

function createParseContext(content: string) {
  return {
    source: content
  }
}

function createRoot(children) {
  return {
    children,
    type: NodeTypes.ROOT
  }
}

首先創(chuàng)建一個全局的上下文對象context,并且存儲了source。source就是我們傳入的模板內(nèi)容。接著創(chuàng)建根節(jié)點，包含了type和children。而children是由parseChildren創(chuàng)建。

parseChildren

function parseChildren(context, ancestors) {
  const nodes: any = []

  while (!isEnd(context, ancestors)) {
    const s = context.source
    let node
    if (s.startsWith("{{")) {
      node = parseInterpolation(context)
    } else if (s[0] === "<") {
      if (/[a-z]/i.test(s[1])) {
        node = parseElement(context, ancestors)
      }
    } else {
      node = parseText(context)
    }
    nodes.push(node)
  }
  return nodes
}

parseChildren是負責(zé)解析子節(jié)點并創(chuàng)建ast節(jié)點數(shù)組。parseChildren是自頂向下分析各個子節(jié)點的，對于模板內(nèi)容要從左到右依次解析。每當碰到一個element節(jié)點都要遞歸的調(diào)用parseChildren去解析它的子節(jié)點。當碰到{{則認為需要處理的是插值節(jié)點，當碰到<則認為需要處理的是element節(jié)點，其余的則統(tǒng)一認為處理的是text節(jié)點。每處理完一個節(jié)點都會生成node并push到nodes中，最后返回nodes當做是父ast節(jié)點的children屬性。

當然從左到右依次循環(huán)解析就一定要有一個退出循環(huán)的條件isEnd

function isEnd(context, ancestors) {
  const s = context.source

  if (s.startsWith("</")) {
    for (let i = 0; i < ancestors.length; i++) {
      const tag = ancestors[i]
      if (startsWithEndTagOpen(s, tag)) {
        return true
      }
    }
  }

  return !s
}
function startsWithEndTagOpen(source, tag) {
  return (
    source.startsWith("</") &&
    source.slice(2, 2 + tag.length).toLowerCase() === tag.toLowerCase()
  )
}

ancestors表示element標簽的集合，大致的意思就是當碰到了結(jié)束標識符</,并且結(jié)束標簽（source.slice(2, 2 + tag.length)）和element標簽的集合中的標簽匹配則說明當前的element節(jié)點處理完畢，則退出循環(huán)

下面我們就來看一下插值節(jié)點parseInterpolation、element節(jié)點parseElement和文本節(jié)點parseText分別是怎么處理的

parseInterpolation

function parseInterpolation(context) {
  const openDelimiter = "{{"
  const closeDelimiter = "}}"

  const closeIndex = context.source.indexOf(
    closeDelimiter,
    openDelimiter.length
  )

  advanceBy(context, openDelimiter.length)

  const rawContentLength = closeIndex - openDelimiter.length

  const rawContent = parseTextData(context, rawContentLength)

  const content = rawContent.trim()
  advanceBy(context, closeDelimiter.length)

  return {
    type: NodeTypes.INTERPOLATION,
    content: {
      type: NodeTypes.SIMPLE_EXPRESSION,
      content
    }
  }
}

function advanceBy(context: any, length: number) {
  context.source = context.source.slice(length)
}

function parseTextData(context: any, length) {
  const content = context.source.slice(0, length)

  advanceBy(context, content.length)
  return content
}

我們主要是為了獲取插值的內(nèi)容然后返回一個插值對象即可。closeIndex表示“}}”所在的位置。advanceBy函數(shù)的功能是推進。比如"{{"是不需要處理的，那么就直接把它截取掉。rawContentLength代表“{{”和“}}”中間內(nèi)容的長度，通過parseTextData獲取“{{”和“}}”中間的內(nèi)容，并返回。然后把中間內(nèi)容的部分做推進。由于我們寫代碼習(xí)慣可能會給內(nèi)容的前后做留白，所以需要用trim做處理。然后把最后的“}}”推進，返回一個插值類型的對象即可。

parseElement

function parseElement(context, ancestors) {
  const element: any = parseTag(context, TagType.Start)
  ancestors.push(element)
  element.children = parseChildren(context, ancestors)
  ancestors.pop()

  if (startsWithEndTagOpen(context.source, element.tag)) {
    parseTag(context, TagType.End)
  } else {
    throw new Error(`缺少結(jié)束標簽: ${element.tag}`)
  }

  return element
}

function parseTag(context: any, type: TagType) {
  const match: any = /^<\/?([a-z]*)/i.exec(context.source)
  const tag = match[1]
  advanceBy(context, match[0].length)
  advanceBy(context, 1)

  if (type === TagType.End) return

  return {
    type: NodeTypes.ELEMENT,
    tag
  }
}

function startsWithEndTagOpen(source, tag) {
  return (
    source.startsWith("</") &&
    source.slice(2, 2 + tag.length).toLowerCase() === tag.toLowerCase()
  )
}

parseElement第二個參數(shù)ancestors是一個數(shù)組來收集標簽的（作用在上面的isEnd已經(jīng)提到了）。通過parseTag獲取標簽名，parseTag通過正則拿到標簽名然后返回一個標簽對象，處理過的內(nèi)容繼續(xù)做推進。如果是結(jié)束標簽則什么都不做。然后通過parseChildren遞歸的處理element的子節(jié)點。然后對結(jié)束標簽進行處理，startsWithEndTagOpen判斷是夠存在結(jié)束標簽，如果不存在則報錯。

parseText

function parseText(context: any): any {
  let endIndex = context.source.length
  let endToken = ["<", "{{"]

  for (let i = 0; i < endToken.length; i++) {
    const index = context.source.indexOf(endToken[i])
    if (index !== -1 && endIndex > index) {
      endIndex = index
    }
  }

  const content = parseTextData(context, endIndex)

  return {
    type: NodeTypes.TEXT,
    content
  }
}

endIndex表示內(nèi)容長度（此時內(nèi)容的長度是已經(jīng)推進過的字符到最后一個字符的長度）。比如

<div>hi,{{message}}</div>

能夠進入到parseText函數(shù)中說明開始標簽已經(jīng)處理過了，所以context.source應(yīng)該是

hi,{{message}}</div>

所以endIndex的長度應(yīng)該是上面代碼的長度。當碰到”<“或者”{{“的時候，則我們需要改變endIndex的值，比如上面的代碼，我們想要拿到的文本內(nèi)容應(yīng)該是hi,,所以當碰到”{{“時，改變endIndex然后通過parseTextData拿到文本內(nèi)容，返回一個文本對象。