Vue.js源码（2）：初探List Rendering

下面例子来自官网，虽然看上去就比Hello World多了一个v-for，但是内部多了好多的处理过程。但是这就是框架，只给你留下最美妙的东西，让生活变得简单。

<div id="mountNode">
    <ul>
        <li v-for="todo in todos">
          {{ todo.text }}
        </li>
    </ul>
</div>

var vm = new Vue({
    el: '#mountNode',
        data: {
           todos: [
               { text: 'Learn JavaScript' },
               { text: 'Learn Vue.js' },
               { text: 'Build Something Awesome' }
           ]
        }
    })

这篇文章将要一起分析：

• observe array

• terminal directive

• v-for指令过程

recap

这里先用几张图片回顾和整理下上一篇Vue.js源码（1）：Hello World的背后的内容，这将对本篇的compile，link和bind过程的理解有帮助：

copmile阶段：主要是得到指令的descriptor

link阶段：实例化指令，替换DOM

bind阶段：调用指令的bind函数，创建watcher

用一张图表示即为：

observe array

初始化中的merge options，proxy过程和Hello World的过程基本一样，所以这里直接从observe开始分析。

// file path: src/observer/index.js
var ob = new Observer(value) // value = data = {todos: [{message: 'Learn JavaScript'}, ...]}

// file path: src/observer/index.js
export function Observer (value) {
  this.value = value
  this.dep = new Dep()
  def(value, '__ob__', this)
  if (isArray(value)) {     // 数组分支
    var augment = hasProto
      ? protoAugment
      : copyAugment         // 选择增强方法
    augment(value, arrayMethods, arrayKeys)     // 增强数组
    this.observeArray(value)
  } else {                  // plain object分支
    this.walk(value)
  }
}

增强数组

增强（augment）数组，即对数组进行扩展，使其能detect change。这里面有两个内容，一个是拦截数组的mutation methods（导致数组本身发生变化的方法），一个是提供两个便利的方法$set和$remove。

拦截有两个方法，如果浏览器实现__proto__那么就使用protoAugment，否则就使用copyAugment。

// file path: src/util/evn.js
export const hasProto = '__proto__' in {}

// file path: src/observer/index.js
// 截取原型链
function protoAugment (target, src) {
  target.__proto__ = src
}

// file path: src/observer/index.js
// 定义属性
function copyAugment (target, src, keys) {
  for (var i = 0, l = keys.length; i < l; i++) {
    var key = keys[i]
    def(target, key, src[key])
  }
}

为了更直观，请看下面的示意图：

增强之前：

通过原型链拦截：

通过定义属性拦截：

在拦截器arrayMethods里面，就是对这些mutation methods进行包装：

1. 调用原生的Array.prototype中的方法

2. 检查是否有新的值被插入（主要是push, unshift和splice方法）

3. 如果有新值插入，observe它们

4. 最后就是notify change：调用observer的dep.notify()

代码如下：

// file path: src/observer/array.js
;[
  'push',
  'pop',
  'shift',
  'unshift',
  'splice',
  'sort',
  'reverse'
]
.forEach(function (method) {
  // cache original method
  var original = arrayProto[method]
  def(arrayMethods, method, function mutator () {
    // avoid leaking arguments:
    // http://jsperf.com/closure-with-arguments
    var i = arguments.length
    var args = new Array(i)
    while (i--) {
      args[i] = arguments[i]
    }
    var result = original.apply(this, args)
    var ob = this.__ob__
    var inserted
    switch (method) {
      case 'push':
        inserted = args
        break
      case 'unshift':
        inserted = args
        break
      case 'splice':
        inserted = args.slice(2)
        break
    }
    if (inserted) ob.observeArray(inserted)
    // notify change
    ob.dep.notify()
    return result
  })
})

observeArray()

知道上一篇的observe()，这里的observeArray()就很简单了，即对数组对象都observe一遍，为各自对象生成Observer实例。

// file path: src/observer/index.js
Observer.prototype.observeArray = function (items) {
  for (var i = 0, l = items.length; i < l; i++) {
    observe(items[i])
  }
}

compile

在介绍v-for的compile之前，有必要回顾一下compile过程：compile是一个递归遍历DOM tree的过程，这个过程对每个node进行指令类型，指令参数，表达式，过滤器等的解析。

递归过程大致如下：

1. compile当前node

2. 如果当前node没有terminal directive，则遍历child node，分别对其compile node

3. 如果当前node有terminal directive，则跳过其child node

这里有个terminal directive的概念，这个概念在Element Directive中提到过：

A big difference from normal directives is that element directives are terminal, which means once Vue encounters an element directive, it will completely skip that element

实际上自带的directive中也有两个terminal的directive，v-for和v-if（v-else）。

terminal directive

在源码中找到：

terminal directive will have a terminal link function, which build a node link function for a terminal directive. A terminal link function terminates the current compilation recursion and handles compilation of the subtree in the directive.

也就是上面递归过程中描述的，有terminal directive的node在compile时，会跳过其child node的compile过程。而这些child node将由这个directive单独compile（partial compile）。

以图为例，红色节点有terminal directive，compile时（绿线）将其子节点跳过：

为什么是v-for和v-if？因为它们会带来节点的增加或者删除。

Compile的中间产物是directive的descriptor，也可能会创建directive来管理的document fragment。这些产物是在link阶段时需要用来实例化directive的。从racap中的图可以清楚的看到，compile过程产出了和link过程怎么使用的它们。那么现在看看v-for的情况：

compile之后，只得到了v-for的descriptor，link时将用它实例化v-for指令。

v-for descriptor:

descriptor = {
    name: 'for',
    attrName: 'v-for',
    expression: 'todo in todos',
    raw: 'todo in todos',
    def: vForDefinition
}

link

Hello World中，link会实例化指令，并将其与compile阶段创建好的fragment（TextNode）进行绑定。但是本文例子中，可以看到compile过程没有创建fragment。这里的link过程只实例化指令，其他过程将发生在v-for指令内部。

bind

主要的list rendering的魔法都在v-for里面，这里有FragmentFactory，partial compile还有diff算法（diff算法会在单独的文章介绍）。

在v-for的bind()里面，做了三件事：

1. 重新赋值expression，找出alias："todo in todos"里面，todo是alias，todos才是真正的需要监听的表达式

2. 移除<li v-for="todo in todos">{{todo.text}}</li>元素，替换上start和end锚点（anchor）。锚点用来帮助插入最终的li节点

3. 创建FragmentFactory：factory会compile被移除的li节点，得到并缓存linker，后面会用linker创建Fragment

// file path: /src/directives/public/for.js
bind () {
    // 找出alias，赋值expression = "todos"
    var inMatch = this.expression.match(/(.*) (?:in|of) (.*)/)
    if (inMatch) {
      var itMatch = inMatch[1].match(/\((.*),(.*)\)/)
      if (itMatch) {
        this.iterator = itMatch[1].trim()
        this.alias = itMatch[2].trim()
      } else {
        this.alias = inMatch[1].trim()
      }
      this.expression = inMatch[2]
    }
    
    ...
    
    // 创建锚点，移除LI元素
    this.start = createAnchor('v-for-start')
    this.end = createAnchor('v-for-end')
    replace(this.el, this.end)
    before(this.start, this.end)

    ...

    // 创建FragmentFactory
    this.factory = new FragmentFactory(this.vm, this.el)
  }

大图链接

Fragment & FragmentFactory

这里的Fragment，指的不是DocumentFragment，而是Vue内部实现的一个类，源码注释解释为：

Abstraction for a partially-compiled fragment. Can optionally compile content with a child scope.

FragmentFactory会compile<li>{{todo.text}}</li>，并保存返回的linker。在v-for中，数组发生变化时，将创建scope，克隆template，即<li>{{todo.text}}</li>，使用linker，实例化Fragment，然后挂在end锚点上。

在Fragment中调用linker时，就是link和bind<li>{{todo.text}}</li>，和Hello World中一样，创建v-text实例，创建watcher。

大图链接

scope

为什么在v-for指令里面可以通过别名（alias）todo访问循环变量？为什么有$index和$key这样的特殊变量？因为使用了child scope。

还记得Hello World中watcher是怎么识别simplePath的吗？

var getter = new Function('scope', 'return scope.message;')

在这里，说白了就是访问scope对象的todo，$index或者$key属性。在v-for指令里，会扩展其父作用域，本例中父作用域对象就是vm本身。在调用factory创建每一个fragment时，都会以下面方式创建合适的child scope给其使用：

// file path: /src/directives/public/for.js
create (value, alias, index, key) {
    // index是遍历数组时的下标
    // value是对应下标的数组元素
    // alias = 'todo'
    // key是遍历对象时的属性名称
    ...
    var parentScope = this._scope || this.vm
    var scope = Object.create(parentScope) // 以parent scope为原型链创建child scope
    ...
    withoutConversion(() => {
      defineReactive(scope, alias, value) // 添加alias到child scope
    })
    defineReactive(scope, '$index', index) // 添加$index到child scope
    ...
    var frag = this.factory.create(host, scope, this._frag)
    ...
  }

detect change

到这里，基本上“初探”了一下List Rendering的过程，里面有很多概念没有深入，打算放在后面结合其他使用这些概念的地方一起在分析，应该能体会到其巧妙的设计。

最后举两个例子，回顾上面的内容

例一：

vm.todos[0].text = 'Learn JAVASCRIPT';

改变的是数组元素中text属性，由于factory创建的fragment的v-text指令observe todo.text，因此这里直接由v-text指令更新对应li元素的TextNode内容。

例二：

vm.todos.push({text: 'Learn Vue Source Code'});

增加了数组元素，v-for指令的watcher通知其做update，diff算法判断新增了一个元素，于是创建scope，factory克隆template，创建新的fragment，append在#end-anchor的前面，fragment中的v-text指令observe新增元素的text属性，将值更新到TextNode上。

更多数组操作放在diff算法中再看。

到这里，应该对官网上的这句话有更深的理解了：

Instead of a Virtual DOM, Vue.js uses the actual DOM as the template and keeps references to actual nodes for data bindings.