Vue编译器实现代码生成方法介绍

概述

Vue编译器将Vue模板编译成渲染函数，从而在浏览器上渲染出真正的页面。代码生成是Vue编译器实现的关键部分之一。它将预处理过的模板转化为可以直接执行的渲染函数。

在进行代码生成时，Vue编译器会通过模板语法分析器将模板转化为抽象语法树(AST)，接着对AST进行优化处理，最后再将AST转换为渲染函数的JavaScript代码。在实现代码生成的过程中，主要包括以下的几个步骤：

1. 解析模板，生成AST
2. 对AST进行优化处理
3. 将AST转化为渲染函数的JavaScript代码

下面将从这几方面详细讲解Vue编译器实现代码生成的方法。

解析模板，生成AST

Vue编译器的代码生成过程的第一步就是要将模板语法解析成抽象语法树(AST)。Vue编译器的语法分析器采用的是基于词法解析和语法解析的方式。

词法解析

词法解析是将输入的源代码拆分成一个一个的词元(token)的过程。在Vue编译器中，采用了一个叫做lex的词法解析器，用来将模板语法解析成一系列的词元。在解析过程中，lex会识别出诸如标签、属性、插值、指令等等模板文本，并将其转成token，这些token会被用来生成AST。

以下是一个例子：

<template>
  <div>{{ message }}</div>
</template>

解析后的token如下：

[
  { type: 'tag-start', value: 'div' },
  { type: 'content', value: '{{ message }}' },
  { type: 'tag-end', value: 'div' }
]

语法解析

语法解析是将词法解析器生成的token转化成AST的过程。在Vue编译器中，采用了一个叫做parse的语法解析器。parse会通过递归的方式遍历token序列，将其转换为抽象语法树(AST)。在最终生成的AST中，每个节点包括了节点类型、节点属性和子节点等信息。

以下是一个例子：

<template>
  <div>{{ message }}</div>
</template>

解析后的AST如下：

{
  type: 'template',
  children: [
    {
      type: 'element',
      tag: 'div',
      children: [
        {
          type: 'interpolation',
          expression: {
            type: 'simple-expression',
            content: 'message'
          }
        }
      ]
    }
  ]
}

对AST进行优化处理

在将模板语法生成的AST转化为渲染函数的JavaScript代码之前，Vue编译器会对其进行一些优化处理，以提高渲染函数的执行效率。Vue编译器的优化处理包括以下几个方面：

1. 静态节点标记
2. 静态属性提取
3. 常量表达式提取
4. 静态文本提取

下面我们将对这几个方面进行详细的介绍。

静态节点标记

静态节点指的是不需要具有响应式和动态内容的节点，Vue编译器会将这些节点标记出来，并在更新时跳过这些节点的更新。这个优化的主要作用是避免不必要的DOM操作，提高渲染性能。

Vue编译器的静态节点标记的方法是，通过递归遍历AST，判断一个节点是否是静态节点，如果是就将其标记为静态节点。

以下是一个例子：

<template>
  <div class="wrapper">
    <div class="header">{{ title }}</div>
    <div class="content">{{ content }}</div>
  </div>
</template>

优化后的渲染函数的JavaScript代码如下：

function render() {
  with (this) {
    return _c('div', { staticClass: "wrapper" }, [
      _c('div', { staticClass: "header" }, [_v(_s(title))]),
      _c('div', { staticClass: "content" }, [_v(_s(content))])
    ])
  }
}

在这个例子中，div节点和class属性都是静态节点。

静态属性提取

与静态节点标记类似，静态属性指的是不需要响应式和动态内容的节点属性。Vue编译器会将这些属性提取出来并作为静态属性存储在AST中，以便在更新时跳过这些属性的更新。

以下是一个例子：

<template>
  <div class="wrapper">
    <img src="logo.png" alt="logo">
  </div>
</template>

优化后的渲染函数的JavaScript代码如下：

function render() {
  with (this) {
    return _c('div', { staticClass: "wrapper" }, [
      _c('img', { attrs: { src: "logo.png", alt: "logo" } })
    ])
  }
}

在这个例子中，src和alt属性都是静态属性。

常量表达式提取

常量表达式指的是不包含响应式和动态内容的JavaScript表达式。Vue编译器会在编译时对常量表达式进行预处理，并将结果存储在AST中。当渲染函数执行时，将直接使用常量表达式的计算结果而不是重新计算表达式的值。

以下是一个例子：

<template>
  <div>{{ hello() }} {{ world }}</div>
</template>

优化后的渲染函数的JavaScript代码如下：

function render() {
  with (this) {
    return _c('div', [_v(_s(_f("hello")()) + " " + _s(world))])
  }
}

在这个例子中，hello()函数的计算结果是一个常量表达式，根据优化处理，它只需要在编译时计算一次，运行时直接引用其结果。

静态文本提取

静态文本是指不包含响应式和动态内容的文本。Vue编译器会将这些文本提取出来，并作为一个静态节点存储在AST中。

以下是一个例子：

<template>
  <div>Hello {{ name }}, welcome to {{ location }}!</div>
</template>

优化后的渲染函数的JavaScript代码如下：

function render() {
  with (this) {
    return _c('div', [_v("Hello " + _s(name) + ", welcome to " + _s(location) + "!")])
  }
}

在这个例子中，"Hello "和", welcome to "是一个静态文本，在编译时就已经处理好了。

将AST转换为渲染函数的JavaScript代码

将AST转化为渲染函数的JavaScript代码是Vue编译器实现代码生成的最终步骤。Vue编译器的转换工具是codegen，codegen可以把AST转化成渲染函数的JavaScript代码。

以下是一个例子：

<template>
  <div>{{ message }}</div>
</template>

转换后的渲染函数的JavaScript代码如下：

function render() {
  with (this) {
    return _c('div', [_v(_s(message))])
  }
}

在这个例子中，_c函数是Vue的createElenment函数的别名，用于创建一个VNode节点，_v函数是Vue的createTextVNode函数的别名，用于创建一个文本节点，_s函数用于将任意类型的数据转化为字符串。

总结

在Vue编译器实现代码生成的过程中，要首先解析模板并生成AST，然后对AST进行优化处理，最后才能将AST转换为渲染函数的JavaScript代码。Vue编译器的代码生成器通过词法解析器和语法解析器将模板语法解析成AST，然后通过一些优化算法，最终将其转化为一段渲染函数的JavaScript代码。