详解vue 组件的实现原理
作者：快狗打车前端团队
这篇文章主要介绍了详解vue 组件的实现原理，帮助大家更好的理解和学习vue框架，感兴趣的朋友可以了解下
组件机制的设计，可以让开发者把一个复杂的应用分割成一个个功能独立组件，降低开发的难度的同时，也提供了极好的复用性和可维护性。本文我们一起从源码的角度，了解一下组件的底层实现原理。
组件注册时做了什么？
在Vue中使用组件，要做的第一步就是注册。Vue提供了全局注册和局部注册两种方式。
全局注册方式如下：
Vue.component('my-component-name', { /* ... */ })
局部注册方式如下：
var ComponentA = { /* ... */ }
new Vue({
el: '#app',
components: {
'component-a': ComponentA
}
})
全局注册的组件，会在任何Vue实例中使用。局部注册的组件，只能在该组件的注册地，也就是注册该组件的Vue实例中使用，甚至Vue实例的子组件中也不能使用。
有一定Vue使用经验的小伙伴都了解上面的差异，但是为啥会有这样的差异呢？我们从组件注册的代码实现上进行解释。
// Vue.component的核心代码
// ASSET_TYPES = ['component', 'directive', 'filter']
ASSET_TYPES.forEach(type => {
Vue[type] = function (id, definition
){
if (!definition) {
return this.options[type + 's'][id]
} else {
// 组件注册
if (type === 'component' && isPlainObject(definition)) {
definition.name = definition.name || id
// 如果definition是一个对象，需要调用Vue.extend()转换成函数。Vue.extend会创建一个Vue的子类（组件类），并返回子类的构造函数。
definition = this.options._base.extend(definition)
}
// ...省略其他代码
// 这里很关键，将组件添加到构造函数的选项对象中Vue.options上。
this.options[type + 's'][id] = definition
return definition
}
}
})
// Vue的构造函数
function Vue(options){
if (process.env.NODE_ENV !== 'production' &&
!(this instanceof Vue)
) {
warn('Vue is a constructor and should be called with the `new` keyword')
}
this._init(options)
}
// Vue的初始化中进行选项对象的合并
Vue.prototype._init = function (options) {
const vm = this
vm._uid = uid++
vm._isVue = true
// ...省略其他代码
if (options && options._isComponent) {
initInternalComponent(vm, options)
} else {
// 合并vue选项对象，合并构造函数的选项对象和实例中的选项对象
vm.$options = mergeOptions(
resolveConstructorOptions(vm.constructor),
options || {},
vm
)
}
// ...省略其他代码
}
以上摘取了组件注册的主要代码。可以看到Vue实例的选项对象由Vue的构造函数选项对象和Vue实例的选项对象两部分组成。
全局注册的组件，实际上通过Vue.component添加到了Vue构造函数的选项对象 Vue.options.components 上了。
Vue 在实例化时（new Vue(options)）所指定的选项对象会与构造函数的选项对象合并作为Vue实例最终的选项对象。因此，全局注册的组件在所有的Vue实例中都可以使用，而在Vue实例中局部注册的组件只会影响Vue实例本身。
为啥在HTML模板中可以正常使用组件标签？
我们知道组件可以跟普通的HTML一样在模板中直接使用。例如：
<div id="app"> <!--使用组件button-counter--> <button-counter></button-counter> </div>
// 全局注册一个名为 button-counter 的组件
Vue.component('button-counter', {
data: function () {
return {
count: 0
}
},
template: '<button v-on:click="count++">You clicked me {{ count }} times.</button>'
})
// 创建Vue实例
new Vue({
el: '#app'
})
那么，当Vue解析到自定义的组件标签时是如何处理的呢？
Vue 对组件标签的解析与普通HTML标签的解析一样，不会因为是非 HTML标准的标签而特殊处理。处理过程中第一个不同的地方出现在vnode节点创建时。vue 内部通过_createElement函数实现vnode的创建。
export function _createElement (
context: Component,
tag?: string | Class<Component> | Function | Object,
data?: VNodeData,
children?: any,
normalizationType?: number
): VNode | Array<VNode> {
//...省略其他代码
let vnode, ns
if (typeof tag === 'string') {
let Ctor
ns = (context.$vnode && context.$vnode.ns) || config.getTagNamespace(tag)
// 如果是普通的HTML标签
if (config.isReservedTag(tag)) {
vnode = new VNode(
config.parsePlatformTagName(tag), data, children,
undefined, undefined, context
)
} else if ((!data || !data.pre) && isDef(Ctor = resolveAsset(context.$options, 'components', tag))) {
// 如果是组件标签，e.g. my-custom-tag
vnode = createComponent(Ctor, data, context, children, tag)
} else {
vnode = new VNode(
tag, data, children,
undefined, undefined, context
)
}
} else {
// direct component options / constructor
vnode = createComponent(tag, data, context, children)
}
if (Array.isArray(vnode)) {
return vnode
} else if (isDef(vnode)) {
if (isDef(ns)) applyNS(vnode, ns)
if (isDef(data)) registerDeepBindings(data)
return vnode
} else {
return createEmptyVNode()
}
}
以文中的button-counter组件为例，由于button-counter标签不是合法的HTML标签，不能直接new VNode()创建vnode。Vue 会通过resolveAsset函数检查该标签是否为自定义组件的标签。
export function resolveAsset (
options: Object,
type: string,
id: string,
warnMissing?: boolean
): any {
/* istanbul ignore if */
if (typeof id !== 'string') {
return
}
const assets = options[type]
// 首先检查vue实例本身有无该组件
if (hasOwn(assets, id)) return assets[id]
const camelizedId = camelize(id)
if (hasOwn(assets, camelizedId)) return assets[camelizedId]
const PascalCaseId = capitalize(camelizedId)
if (hasOwn(assets, PascalCaseId)) return assets[PascalCaseId]
// 如果实例上没有找到，去查找原型链
const res = assets[id] || assets[camelizedId] || assets[PascalCaseId]
if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && warnMissing && !res) {
warn(
'Failed to resolve ' + type.slice(0, -1) + ': ' + id,
options
)
}
return res
}
button-counter是我们全局注册的组件，显然可以在this.$options.components找到其定义。因此，Vue会执行createComponent函数来生成组件的vnode。
// createComponent
export function createComponent (
Ctor: Class<Component> | Function | Object | void,
data: ?VNodeData,
context: Component,
children: ?Array<VNode>,
tag?: string
): VNode | Array<VNode> | void {
if (isUndef(Ctor)) {
return
}
// 获取Vue的构造函数
const baseCtor = context.$options._base
// 如果Ctor是一个选项对象，需要使用Vue.extend使用选项对象，创建将组件选项对象转换成一个Vue的子类
if (isObject(Ctor)) {
Ctor = baseCtor.extend(Ctor)
}
// 如果Ctor还不是一个构造函数或者异步组件工厂函数，不再往下执行。
if (typeof Ctor !== 'function') {
if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
warn(`Invalid Component definition: ${String(Ctor)}`, context)
}
return
}
// 异步组件
let asyncFactory
if (isUndef(Ctor.cid)) {
asyncFactory = Ctor
Ctor = resolveAsyncComponent(asyncFactory, baseCtor)
if (Ctor === undefined) {
// return a placeholder node for async component, which is rendered
// as a comment node but preserves all the raw information for the node.
// the information will be used for async server-rendering and hydration.
return createAsyncPlaceholder(
asyncFactory,
data,
context,
children,
tag
)
}
}
data = data || {}
// 重新解析构造函数的选项对象，在组件构造函数创建后，Vue可能会使用全局混入造成构造函数选项对象改变。
resolveConstructorOptions(Ctor)
// 处理组件的v-model
if (isDef(data.model)) {
transformModel(Ctor.options, data)
}
// 提取props
const propsData = extractPropsFromVNodeData(data, Ctor, tag)
// 函数式组件
if (isTrue(Ctor.options.functional)) {
return createFunctionalComponent(Ctor, propsData, data, context, children)
}
const listeners = data.on
data.on = data.nativeOn
if (isTrue(Ctor.options.abstract)) {
const slot = data.slot
data = {}
if (slot) {
data.slot = slot
}
}
// 安装组件hooks
installComponentHooks(data)
// 创建 vnode
const name = Ctor.options.name || tag
const vnode = new VNode(
`vue-component-${Ctor.cid}${name ? `-${name}` : ''}`,
data, undefined, undefined, undefined, context,
{ Ctor, propsData, listeners, tag, children },
asyncFactory
)
return vnode
}
由于Vue允许通过一个选项对象定义组件，Vue需要使用Vue.extend将组件的选项对象转换成一个构造函数。
/**
* Vue类继承，以Vue的原型为原型创建Vue组件子类。继承实现方式是采用Object.create()，在内部实现中，加入了缓存的机制，避免重复创建子类。
*/
Vue.extend = function (extendOptions: Object): Function {
// extendOptions 是组件的选项对象，与vue所接收的一样
extendOptions = extendOptions || {}
// Super变量保存对父类Vue的引用
const Super = this
// SuperId 保存父类的cid
const SuperId = Super.cid
// 缓存构造函数
const cachedCtors = extendOptions._Ctor || (extendOptions._Ctor = {})
if (cachedCtors[SuperId]) {
return cachedCtors[SuperId]
}
// 获取组件的名字
const name = extendOptions.name || Super.options.name
if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && name) {
validateComponentName(name)
}
// 定义组件的构造函数
const Sub = function VueComponent (options) {
this._init(options)
}
// 组件的原型对象指向Vue的选项对象
Sub.prototype = Object.create(Super.prototype)
Sub.prototype.constructor = Sub
// 为组件分配一个cid
Sub.cid = cid++
// 将组件的选项对象与Vue的选项合并
Sub.options = mergeOptions(
Super.options,
extendOptions
)
// 通过super属性指向父类
Sub['super'] = Super
// 将组件实例的props和computed属代理到组件原型对象上，避免每个实例创建的时候重复调用Object.defineProperty。
if (Sub.options.props) {
initProps(Sub)
}
if (Sub.options.computed) {
initComputed(Sub)
}
// 复制父类Vue上的extend/mixin/use等全局方法
Sub.extend = Super.extend
Sub.mixin = Super.mixin
Sub.use = Super.use
// 复制父类Vue上的component、directive、filter等资源注册方法
ASSET_TYPES.forEach(function (type) {
Sub[type] = Super[type]
})
// enable recursive self-lookup
if (name) {
Sub.options.components[name] = Sub
}
// 保存父类Vue的选项对象
Sub.superOptions = Super.options
// 保存组件的选项对象
Sub.extendOptions = extendOptions
// 保存最终的选项对象
Sub.sealedOptions = extend({}, Sub.options)
// 缓存组件的构造函数
cachedCtors[SuperId] = Sub
return Sub
}
}
还有一处重要的代码是installComponentHooks(data)。该方法会给组件vnode的data添加组件钩子，这些钩子在组件的不同阶段被调用，例如init钩子在组件patch时会调用。
function installComponentHooks (data: VNodeData) {
const hooks = data.hook || (data.hook = {})
for (let i = 0; i < hooksToMerge.length; i++) {
const key = hooksToMerge[i]
// 外部定义的钩子
const existing = hooks[key]
// 内置的组件vnode钩子
const toMerge = componentVNodeHooks[key]
// 合并钩子
if (existing !== toMerge && !(existing && existing._merged)) {
hooks[key] = existing ? mergeHook(toMerge, existing) : toMerge
}
}
}
// 组件vnode的钩子。
const componentVNodeHooks = {
// 实例化组件
init (vnode: VNodeWithData, hydrating: boolean): ?boolean {
if (
vnode.componentInstance &&
!vnode.componentInstance._isDestroyed &&
vnode.data.keepAlive
) {
// kept-alive components, treat as a patch
const mountedNode: any = vnode // work around flow
componentVNodeHooks.prepatch(mountedNode, mountedNode)
} else {
// 生成组件实例
const child = vnode.componentInstance = createComponentInstanceForVnode(
vnode,
activeInstance
)
// 挂载组件，与vue的$mount一样
child.$mount(hydrating ? vnode.elm : undefined, hydrating)
}
},
prepatch (oldVnode: MountedComponentVNode, vnode: MountedComponentVNode) {
const options = vnode.componentOptions
const child = vnode.componentInstance = oldVnode.componentInstance
updateChildComponent(
child,
options.propsData, // updated props
options.listeners, // updated listeners
vnode, // new parent vnode
options.children // new children
)
},
insert (vnode: MountedComponentVNode) {
const { context, componentInstance } = vnode
if (!componentInstance._isMounted) {
componentInstance._isMounted = true
// 触发组件的mounted钩子
callHook(componentInstance, 'mounted')
}
if (vnode.data.keepAlive) {
if (context._isMounted) {
queueActivatedComponent(componentInstance)
} else {
activateChildComponent(componentInstance, true /* direct */)
}
}
},
destroy (vnode: MountedComponentVNode) {
const { componentInstance } = vnode
if (!componentInstance._isDestroyed) {
if (!vnode.data.keepAlive) {
componentInstance.$destroy()
} else {
deactivateChildComponent(componentInstance, true /* direct */)
}
}
}
}
const hooksToMerge = Object.keys(componentVNodeHooks)
最后，与普通HTML标签一样，为组件生成vnode节点：
// 创建 vnode
const vnode = new VNode(
`vue-component-${Ctor.cid}${name ? `-${name}` : ''}`,
data, undefined, undefined, undefined, context,
{ Ctor, propsData, listeners, tag, children },
asyncFactory
)
组件在patch时对vnode的处理与普通标签有所不同。
Vue 如果发现正在patch的vnode是组件，那么调用createComponent方法。
function createComponent (vnode, insertedVnodeQueue, parentElm, refElm) {
let i = vnode.data
if (isDef(i)) {
const isReactivated = isDef(vnode.componentInstance) && i.keepAlive
// 执行组件钩子中的init钩子，创建组件实例
if (isDef(i = i.hook) && isDef(i = i.init)) {
i(vnode, false /* hydrating */)
}
// init钩子执行后，如果vnode是个子组件，该组件应该创建一个vue子实例，并挂载到DOM元素上。子组件的vnode.elm也设置完成。然后我们只需要返回该DOM元素。
if (isDef(vnode.componentInstance)) {
// 设置vnode.elm
initComponent(vnode, insertedVnodeQueue)
// 将组件的elm插入到父组件的dom节点上
insert(parentElm, vnode.elm, refElm)
if (isTrue(isReactivated)) {
reactivateComponent(vnode, insertedVnodeQueue, parentElm, refElm)
}
return true
}
}
}
createComponent会调用组件vnode的data对象上定义的init钩子方法，创建组件实例。现在我们回过头来看下init钩子的代码：
// ... 省略其他代码
init (vnode: VNodeWithData, hydrating: boolean): ?boolean {
if (
vnode.componentInstance &&
!vnode.componentInstance._isDestroyed &&
vnode.data.keepAlive
) {
// kept-alive components, treat as a patch
const mountedNode: any = vnode // work around flow
componentVNodeHooks.prepatch(mountedNode, mountedNode)
} else {
// 生成组件实例
const child = vnode.componentInstance = createComponentInstanceForVnode(
vnode,
activeInstance
)
// 挂载组件，与vue的$mount一样
child.$mount(hydrating ? vnode.elm : undefined, hydrating)
}
}
// ...省略其他代码
由于组件是初次创建，因此init钩子会调用createComponentInstanceForVnode创建一个组件实例，并赋值给vnode.componentInstance。
export function createComponentInstanceForVnode (
vnode: any,
parent: any,
): Component {
// 内部组件选项
const options: InternalComponentOptions = {
// 标记是否是组件
_isComponent: true,
// 父Vnode
_parentVnode: vnode,
// 父Vue实例
parent
}
// check inline-template render functions
const inlineTemplate = vnode.data.inlineTemplate
if (isDef(inlineTemplate)) {
options.render = inlineTemplate.render
options.staticRenderFns = inlineTemplate.staticRenderFns
}
// new 一个组件实例。组件实例化 与 new Vue() 执行的过程相同。
return new vnode.componentOptions.Ctor(options)
}
createComponentInstanceForVnode 中会执行 new vnode.componentOptions.Ctor(options)。由前面我们在创建组件vnode时可知，vnode.componentOptions的值是一个对象：{ Ctor, propsData, listeners, tag, children }，其中包含了组件的构造函数Ctor。因此 new vnode.componentOptions.Ctor(options)等价于new VueComponent(options)。
// 生成组件实例 const child = vnode.componentInstance = createComponentInstanceForVnode(vnode, activeInstance) // 挂载组件，与vue的$mount一样 child.$mount(hydrating ? vnode.elm : undefined, hydrating)
等价于:
new VueComponent(options).$mount(hydrating ? vnode.elm : undefined, hydrating)
这段代码想必大家都很熟悉了，是组件初始化和挂载的过程。组件的初始化和挂载与在前文中所介绍Vue初始化和挂载过程相同，因此不再展开说明。大致的过程就是创建了一个组件实例并挂载后。使用initComponent将组件实例的$el设置为vnode.elm的值。最后，调用insert将组件实例的DOM根节点插入其父节点。然后就完成了组件的处理。
总结
通过对组件底层实现的分析，我们可以知道，每个组件都是一个VueComponent实例，而VueComponent又是继承自Vue。每个组件实例独立维护自己的状态、模板的解析、DOM的创建和更新。篇幅有限，文中只分析了基本的组件的注册解析过程，未对异步组件、keep-alive等做分析。等后面再慢慢补上。
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