Angular如何由模板生成DOM树

Angular等现代Web框架极大的提高了开发效率,比如我们经常会在开发过程中写出类似下面的代码：

<div>
    {{title}}
</div>

export class AppComponent {
  title = 'angular';
}

这种模板写法并不是HTML原生支持的，那么Angular又是如何转换这些代码，并显示成我们期望的界面呢? 首先我们来看看Angular把上述代码编译成什么样子：

 ...省略了其他代码
 i0.ɵɵelementStart(0, "div");
 i0.ɵɵtext(1, " hello angular\n");
 i0.ɵɵelementEnd()
 ...省略了其他代码

可以看到，Angular把我们写的模板编译成指令的方式,然后通过这些指令生成对应的HTML.这个过程包含两个步骤：

1. 把模板编译成上面的产物
2. 执行产物代码生成HTML

本文主要围绕步骤二进行展开，步骤一的话可能会在后续另写一篇进行阐述。

观察上面的产物代码，我们不难发现有三个主要方法：elementStart、text、elementEnd.从它们的命名不难推测，这三个方法的作用分别是开始生成标签、内容赋值、闭合标签。下面我们来尝试自己实现这几个方法，最简单的基础版本大概会是这样：

let currentNode: Node | null = null;
let currentParent: Node | null = null;

function patch(host: Node | DocumentFragment, render: () => void): void {
    currentNode = host;
    render();
}

function elementOpen(tagName: string): void {
    currentParent = currentNode;
    const element = document.createElement(tagName);
    currentParent!.appendChild(element);
    currentNode = element;
}

function text(textContent: string): void {
   currentNode!.textContent = textContent;
}

function elementEnd(tagName: string): void {
    currentNode = currentParent;
    currentParent = currentNode!.parentNode;
}

然后在HTML中可以这样使用：

 <div id="container"></div>
 <script>
 function render() {
   elementOpen('div');
   text('div content');
     elementOpen('p');
     text('p content');
     elementEnd('p');
   elementEnd('div');
 }
 patch(document.getElementById('container'), render);
 </script>

上述代码中，text方法参数都被写固定了，实际生成的代码可能类似于text(Comp.title)这种形式。那么既然是以变量的形式赋值，当用户进行操作的时候，更新这个变量的值，岂不是又要完全重新执行一遍patch函数么？我们知道DOM操作是耗时的，当我们的项目较大时，如果不采取优化措施，势必会影响框架性能。为此我们很容易想到的一个优化思路，在再次执行patch函数时，如果DOM节点已经存在我们就重复利用，不再去重新创建并插入DOM树。基于这个思路，我们来更新一下代码：

let currentNode: Node | null = null;
let currentParent: Node | null = null;


function patch(host: Node | DocumentFragment, render: () => void): void {
    currentNode = host;
    render();
}

function elementOpen(tagName: string): void {
    currentParent = currentNode;

    const firstChild = (currentParent as Element).firstElementChild;
    if (firstChild && firstChild.tagName.toLowerCase() === tagName) {
        currentParent = firstChild;
        return;
    }

    const element = document.createElement(tagName);
    currentParent!.appendChild(element);
    currentNode = element;
}

function text(textContent: string): void {
    if (currentNode!.textContent !== textContent) {
        currentNode!.textContent = textContent;
    }
}

function elementEnd(tagName: string): void {
    currentNode = currentParent;
    currentParent = currentNode!.parentNode;
}

本文所述代码，只是表述Angular由模板生成dom树的大致思路。具体的Angular做了许多优化，而且它实现细节也和本文有区别。不同于现今较为流行的virtual DOM实现方式，Angular这种实现思路不需要单独创建中间DOM对象，减少了内存分配。对此感兴趣的读者可以自行去看Angular的实现。