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Vue3.x渲染流程(render())
本文章是叙述的DIff算法之前,patch函数进行分类的探讨,关于DIff算法的深入了解可以看我另一篇文章
Vue3.x下的渲染逻辑图示:
如上图所示:
在组件生命周期中,初次挂载会触发mounted钩子。后续如果状态发生变换,会触发beforeUpdate、updated钩子。这其实与渲染函数render有关。render函数首先会判断Vnode是否存在。
- 如果不存在说明需要执行进行卸载,执行unmount操作。
- 如果存在需要进行patch操作。patch的过程就包含了组件了创建到挂载,变化到更新。
视图render中的patch的大体逻辑:
源码:
const render = (vnode, container, isSVG) => {
if (vnode == null) {
// 如果没有Vnode,则卸载原来的Vnode
if (container._vnode) {
unmount(container._vnode, null, null, true)
}
} else {
// 存在则对新旧Vnode进行patch
// patch是一个递归的过程
patch(container._vnode || null, vnode, container, null, null, null, isSVG)
}
// patch结束后,开始冲刷任务调度器中的任务
flushPostFlushCbs()
// 更新vnode
container._vnode = vnode
}
- 首先会判断Vnode是否存在,如果不存在,则调用unmount函数,进行组件的卸载
- 否则调用patch函数,对组件进行patch
- patch 结束后,会调用flushPostFlushCbs函数冲刷任务池
- 最后更新容器上的Vnode
patch方法详解
Vnode有不同的类型,可以分为:
- 简单类型:文本、注释、Static。
- 复杂类型:组件、Fragment、Component、Teleport、Suspense。
patch思路,可以看作一个深度优先遍历。
简单类型就相当于JS中的原始数据类型:字符串、数字、布尔。
复杂类型就相当于JS中的引用类型:对象、数组、Map、Set。
不同的节点类型,需要采取不同的patch方式。
而patch函数的主要职责就是去判断Vnode的节点类型(打上patchFlag标志),然后调用对应类型的Vnode处理方式,进行更细致的patch(最后进行render渲染)。
源码:
const patch: PatchFn = (
n1,
n2,
container,
anchor = null,
parentComponent = null,
parentSuspense = null,
isSVG = false,
slotScopeIds = null,
optimized = false
) => {
// patching & 不是相同类型的 VNode,则从节点树中卸载
if (n1 && !isSameVNodeType(n1, n2)) {
anchor = getNextHostNode(n1)
unmount(n1, parentComponent, parentSuspense, true)
n1 = null
}
// PatchFlag 是 BAIL 类型,则跳出优化模式
if (n2.patchFlag === PatchFlags.BAIL) {
optimized = false
n2.dynamicChildren = null
}
const { type, ref, shapeFlag } = n2
switch (type) { // 根据 Vnode 类型判断
case Text: // 文本类型
processText(n1, n2, container, anchor)
break
case Comment: // 注释类型
processCommentNode(n1, n2, container, anchor)
break
case Static: // 静态节点类型
if (n1 == null) {
mountStaticNode(n2, container, anchor, isSVG)
}
break
case Fragment: // Fragment 类型
processFragment(/* 忽略参数 */)
break
default:
if (shapeFlag & ShapeFlags.ELEMENT) { // 元素类型
processElement(
n1,
n2,
container,
anchor,
parentComponent,
parentSuspense,
isSVG,
slotScopeIds,
optimized
)
} else if (shapeFlag & ShapeFlags.COMPONENT) { // 组件类型
processComponent(/* 忽略参数 */)
} else if (shapeFlag & ShapeFlags.TELEPORT) { // TELEPORT 类型
(type as typeof TeleportImpl).process(/* 忽略参数 */)
}
}
}
patch 函数的源码分析:
- n1 与 n2 是待比较的两个节点,n1 为旧节点,n2 为新节点。
- container 是新节点的容器。
- anchor 是一个锚点,用来标识当我们对新旧节点做增删或移动等操作时,以哪个节点为参照物。
- optimized 参数是是否开启优化模式的标识。
第一个 if 条件,当旧节点存在,并且新旧节点不是同一类型时,则将旧节点从节点树中卸载。也就是,当两个节点的类型不同,则直接卸载旧节点。
再看第二个 if 分支条件,如果新节点的 patchFlag 的值是 BAIL ,优化模式会被关闭。
接下来 patch 函数会通过 switch case 来判断节点类型,并分别对不同节点类型执行不同的操作。
1.Text(文本类型)
- 匹配到Text类型Vnode。
- 会调用ProcessText函数对节点进行处理。
- ProcessText函数首先会判断n1是否存在。
- 不存在,说明是第一次执行,直接进行文本插入。
- 新旧,新旧文本不同,会设置新的Text。
2.Comment(注释类型)
- 匹配到Comment类型Vnode
- 调用processCommentNode函数
- 如果n1不存在,则执行插入工作
- 否则直接新的覆盖旧的,因为注释节点并不需要在页面中进行展示,不必做多余的渲染工作
3.Static(静态节点类型)
Vue3的性能提升,有部分原因就是得益于对静态节点的处理。
- patch过程中,匹配到Static类型节点。
- 如果n1不存在,会调用mountStaticNode,对静态节点进行挂载操作。
- 如果是dev环境,会调用patchStaticNode函数,patch节点。
为什么仅在dev环境中进行patch呢,因为dev环境下涉及到HMR。
另外静态节点不存在对state的依赖,不会触发track、trigger。且保持不变,在生产环境下,不必进行patch。以降低性能开销。
4.Fragment类型
匹配到Fragment类型节点,调用processFragment函数,进行处理。
Fragment节点,Fragment是Vue3中新增的Fragment组件,可以包裹多个子节点,但是并不会渲染Fragment节点。
所以在渲染过程中主要处理的是Fragmemt包裹的子节点。
- 如果n1不存在,会执行mountChildren,对子节点进行挂载。 mountChildren会对子节点进行遍历操作,递归调用patch函数。
- 如果n1存在,会对子节点再进行进一步的判断
- 如果patchFlag存在 && 存在动态节点 。则会调用patchBlockChildren,对子节点进行patch, patchBlockChildren会遍历子节点,递归调用patch函数
- 否则会调用patchChildren函数,对子节点进行patch(diff算法进行比对)
5.Element类型
匹配到Element类型 ,调用processElement函数。
n1不存在,表示是新增。会执行mountElement函数,对Vnode进行挂载。 mountElement在挂载Vnode过程中,会通过mountChildren,对子节点进行递归挂载处理。 并会对Vnode的prop进行patch。 并调用queuePostRenderEffect函数,向任务调度池中的后置执行阶段push生命周期钩子mounted。
n1存在,会执行patchElement函数,对element进行patch,patchElement函数主要会执行以下任务:
- 调用patchBlockChildren或者patchChildren进行patch操作
- 并调用queuePostRenderEffect函数,向任务调度池中的后置执行阶段push生命周期钩子updated。 这里需要对子节点处理的原因是因为Element的子节点中,也可能还有组件或者其他类型的节点。
- 调用hostPatchProp对节点的class、style进行patch
- 遍历props对节点的新旧props进行patch
6. Component类型
通常情况下,我们都会给createApp传递一个组件
故当render函数执行patch时,首先会匹配到组件类型的节点。如果是组件类型,会调用processComponent函数进行处理
- 首先会判断n1是否存在,如果存在会进一步判断。
- 会完成组件实例的创建
- 完成Props、Slots的初始化
- 执行setup函数,获取响应式状态
- 完成组件模板的解析、编译与转换
- 调用setupRenderEffect创建一个「渲染级别的effect」
- 用于负责组件的更新,这里我暂时将其称为updateEffect。
该组件是否是被Keep-Alive包裹的组件,如果是,则会执行组件的activate钩子。否则会调用mountComponent函数,对组件进行挂载
mountComponent函数需要知道以下几点:
- 主要会对组件的新旧Props、子节点进行判断
- 如果发生变化,会调用mountComponent阶段创建的updateEffect,触发响应式系统
- 否则直接原有的直接进行覆盖
7.Teleport类型 & Suspense类型
Teleport 与 Suspense是Vue3新增的两个内置组件
如果匹配到以上两种,会调用组件实例上的process方法 。porcess方法的主要逻辑与前面的相同 。首先会判断原有Vnode是否存在,不存在则mount,存在则patch
卸载组件
如果调用render函数时没有传Vnode,则会调用unmount函数对组件进行卸载 。
卸载过程中:
- 如果存在ref,会首先重置ref
- 如果组件是经过Keep-Alive缓存的组件,会通过deactivate对组件进行卸载
- 如果是组件类型Vnode,会通过unmountComponent函数对组件进行卸载
在卸载组件过程中会执行beforeMount生命周期钩子
通过stop API来卸载组件的所有相关effect
如果存在updateEffect,会卸载updateEffect,并递归调用unmount函数,对组件进行卸载 。最后会执行unmount生命周期钩子 。并通过*queuePostRenderEffect*向任务调度器中的后置任务池中,push一个用于标记组件已完成卸载的函数
至此,就完成了组件的卸载工作
如果不是组件类型的Vnode,会有以下几种情况:
- 如果是Suspense类型,会通过Suspense实例上的unmount方法完成Vnode的卸载工作
- 如果是Teleport类型,会通过Teleport实例上的remove方法完成Vnode的卸载工作
- 如果存在子组件,会通过*unmountChildren*完成子组件的卸载工作
最后会调用remove函数完成Fragment、Static、Element类型的卸载工作
从上面整个过程可以看出,卸载组件过程基本与patch形似,也是对各种类型的Vnode有不同的处理方法,并会通过「递归」调用unmount完成组件的卸载工作,卸载过程中,会卸载组件相关的effect、updateEffect,触发卸载相关的生命周期钩子 & 指令相关的钩子。
Element的Patch过程
上面的类型的处理都是调用各自的方法,基本上也就是进行了初步的比较,但是关于element的比较和Fragment类型的比较因为涉及到了后面的Diff算法比较DOM树差异所以在此进行单独叙述。
1.processElement()
如patch()处理element类型元素流程图:
n1存在,会执行patchElement函数,对element进行patch,patchElement函数主要会执行以下任务:
- 调用patchBlockChildren或者patchChildren进行patch操作
- 并调用queuePostRenderEffect函数,向任务调度池中的后置执行阶段push生命周期钩子updated。 这里需要对子节点处理的原因是因为Element的子节点中,也可能还有组件或者其他类型的节点。
- 调用hostPatchProp对节点的class、style进行patch
- 遍历props对节点的新旧props进行patch
processElement源码:
const processElement = (
n1: VNode | null,
n2: VNode,
container: RendererElement,
anchor: RendererNode | null,
parentComponent: ComponentInternalInstance | null,
parentSuspense: SuspenseBoundary | null,
isSVG: boolean,
slotScopeIds: string[] | null,
optimized: boolean
) => {
// 如果旧节点不存在
if (n1 == null) {
mountElement(
n2,
container,
anchor
/* 后续参数省略 */
)
} else {
patchElement(
n1,
n2,
parentComponent,
parentSuspense,
isSVG,
slotScopeIds,
optimized
)
}
}
2.patchElement()
在元素类型的 patch 过程中,Vue3 首先会将新旧节点的 props 声明提取出来,因为之后需要对 props 进行 patch 比较。
在比较开始之前会触发一些钩子,比如 VNode 自身的钩子:onVnodeBeforeUpdate,以及元素上绑定的指令的钩子 beforeUpdate。
if ((vnodeHook = newProps.onVnodeBeforeUpdate)) {
invokeVNodeHook(vnodeHook, parentComponent, n2, n1)
}
if (dirs) {
invokeDirectiveHook(n2, n1, parentComponent, 'beforeUpdate')
}
之后开始比较 props,如果此时元素被标记过 patchFlag,则会通过 patchFlag 进行按需比较,否则会全量的 diff 元素中的 props。
if (patchFlag > 0) {
if (patchFlag & PatchFlags.FULL_PROPS) {
// 如果元素的 props 中含有动态的 key,则需要全量比较
patchProps(
el,
n2,
oldProps,
newProps,
parentComponent,
parentSuspense,
isSVG
)
} else {
if (patchFlag & PatchFlags.CLASS) {
if (oldProps.class !== newProps.class) {
hostPatchProp(el, 'class', null, newProps.class, isSVG)
}
}
if (patchFlag & PatchFlags.STYLE) {
hostPatchProp(el, 'style', oldProps.style, newProps.style, isSVG)
}
if (patchFlag & PatchFlags.PROPS) {
const propsToUpdate = n2.dynamicProps!
for (let i = 0; i < propsToUpdate.length; i++) {
const key = propsToUpdate[i]
const prev = oldProps[key]
const next = newProps[key]
if (
next !== prev ||
(hostForcePatchProp && hostForcePatchProp(el, key))
) {
hostPatchProp(
el,
key,
prev,
next,
isSVG,
n1.children as VNode[],
parentComponent,
parentSuspense,
unmountChildren
)
}
}
}
}
if (patchFlag & PatchFlags.TEXT) {
if (n1.children !== n2.children) {
hostSetElementText(el, n2.children as string)
}
}
} else if (!optimized && dynamicChildren == null) {
patchProps(
el,
n2,
oldProps,
newProps,
parentComponent,
parentSuspense,
isSVG
)
}
- 当 patchFlag 为 FULL_PROPS 时,说明此时的元素中,可能包含了动态的 key ,需要进行全量的diff。
- 当 patchFlag 为 CLASS 时,当新旧节点的 class 不一致时,此时会对 class 进行 patch,而当新旧节点的 class 属性完全一致时,不需要进行任何操作。这个 Flag 标记会在元素有动态的 class 绑定时加入。
- 当 patchFlag 为 STYLE 时,会对 style 进行更新,这是每次 patch 都会进行的,这个 Flag 会在有动态 style 绑定时被加入。
- 当 patchFlag 为 PROPS 时,需要注意这个 Flag 会在元素拥有动态的属性或者 attrs 绑定时添加,不同于 class 和 style,这些动态的prop 或 attrs 的 key 会被保存下来以便于更快速的迭代。PROPS 的比较会将新节点的动态属性提取出来,并遍历这个这个属性中所有的 key,当新旧属性不一致,或者该 key 需要强制更新时,则调用 hostPatchProp 对属性进行更新。
- 当 patchFlag 为 TEXT 时,如果新旧节点中的子节点是文本发生变化,则调用 hostSetElementText 进行更新。这个 flag 会在元素的子节点只包含动态文本时被添加。
分支走到最后一个 else,若当前不存在优化标记,并且动态子节点也不存在,则直接对 props 进行全量 diff,通过 patchProps 这个函数完成。
3.patchChildren()
接下来就会进入最重要的更新子节点的部分。在元素的 patch 过程中,会判断是否存在动态子节点,如果是则调用 patchBlockChildren 仅仅更新动态的子节点,否则会调用 patchChildren 对子节点进行全量更新。
关于patchChildren()方法的详细解析请参考《Vue2.x以及3.x 核心Diff算法解析及源码》
总结:
通过上面的梳理分析,可以知道,对于所有类型的组件,patch过程非常相似:
- 首先会判断原有的vnode是否存在。
- 如果不存在,则会进行mount操作。
- 如果存在则会对新旧Vnode进行patch操作。
不同的是对于复杂类型的Vnode,由于其内部可能包含有其他类型的Vnode,比如Component类型。其中会涉及到:
- 组件实例的创建
- 模板的编译工作
- 子组件的递归patch工作等等
在unmount过程中,同样的会对不同的组件类型进行处理,并卸载组件的所有相关effect,递归卸载子组件。
上面的两个过程中,都会向任务调度器中push任务。
在render函数执行的最后阶段,会通过*flushPostFlushCbs*冲刷任务调度器。
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