VUE的渲染函数Render

在官方文档中对render的解释是：

类型

(createElement: () => VNode) => VNode

详细：

字符串模板的代替方案，允许你发挥 JavaScript 最大的编程能力。该渲染函数接收一个 createElement 方法作为第一个参数用来创建 VNode。
如果组件是一个函数组件，渲染函数还会接收一个额外的 context 参数，为没有实例的函数组件提供上下文信息。

上面文档翻译成代码：

<div id="app">
  {{ message }}
</div>
// 等同于
render: function (createElement) {
  return createElement('div', {
     attrs: {
        id: 'app'
      },
  }, this.message)
}

在Vue源码里可以找到_render 方法，它是实例的一个私有方法，它用来把实例渲染成一个虚拟Node。
定义在 src/core/instance/render.js 文件中：

  Vue.prototype._render = function (): VNode {
    const vm: Component = this
    const { render, _parentVnode } = vm.$options

    if (_parentVnode) {
      vm.$scopedSlots = normalizeScopedSlots(
        _parentVnode.data.scopedSlots,
        vm.$slots
      )
    }

    // set parent vnode. this allows render functions to have access
    // to the data on the placeholder node.
    vm.$vnode = _parentVnode
    // render self
    let vnode
    try {
      vnode = render.call(vm._renderProxy, vm.$createElement)
    } catch (e) {
      handleError(e, vm, `render`)
      // return error render result,
      // or previous vnode to prevent render error causing blank component
      /* istanbul ignore else */
      if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && vm.$options.renderError) {
        try {
          vnode = vm.$options.renderError.call(vm._renderProxy, vm.$createElement, e)
        } catch (e) {
          handleError(e, vm, `renderError`)
          vnode = vm._vnode
        }
      } else {
        vnode = vm._vnode
      }
    }
    // if the returned array contains only a single node, allow it
    if (Array.isArray(vnode) && vnode.length === 1) {
      vnode = vnode[0]
    }
    // return empty vnode in case the render function errored out
    if (!(vnode instanceof VNode)) {
      if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && Array.isArray(vnode)) {
        warn(
          'Multiple root nodes returned from render function. Render function ' +
          'should return a single root node.',
          vm
        )
      }
      vnode = createEmptyVNode()
    }
    // set parent
    vnode.parent = _parentVnode
    return vnode
  }

vnode = render.call(vm._renderProxy, vm.$createElement)

可以看到，render函数中的createElement 方法就是 vm.$createElement 方法：

---

export function initRender (vm: Component) {
  vm._vnode = null // the root of the child tree
  vm._staticTrees = null // v-once cached trees
  const options = vm.$options
  const parentVnode = vm.$vnode = options._parentVnode // the placeholder node in parent tree
  const renderContext = parentVnode && parentVnode.context
  vm.$slots = resolveSlots(options._renderChildren, renderContext)
  vm.$scopedSlots = emptyObject
  // bind the createElement fn to this instance
  // so that we get proper render context inside it.
  // args order: tag, data, children, normalizationType, alwaysNormalize
  // internal version is used by render functions compiled from templates
  vm._c = (a, b, c, d) => createElement(vm, a, b, c, d, false)
  // normalization is always applied for the public version, used in
  // user-written render functions.
  vm.$createElement = (a, b, c, d) => createElement(vm, a, b, c, d, true)

  // $attrs & $listeners are exposed for easier HOC creation.
  // they need to be reactive so that HOCs using them are always updated
  const parentData = parentVnode && parentVnode.data

  /* istanbul ignore else */
  if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
    defineReactive(vm, '$attrs', parentData && parentData.attrs || emptyObject, () => {
      !isUpdatingChildComponent && warn(`$attrs is readonly.`, vm)
    }, true)
    defineReactive(vm, '$listeners', options._parentListeners || emptyObject, () => {
      !isUpdatingChildComponent && warn(`$listeners is readonly.`, vm)
    }, true)
  } else {
    defineReactive(vm, '$attrs', parentData && parentData.attrs || emptyObject, null, true)
    defineReactive(vm, '$listeners', options._parentListeners || emptyObject, null, true)
  }
}

vm.$createElement 方法定义是在执行initRender方法的时候,除了 vm.$createElement 方法，还有一个 vm._c 方法，它是被模板编译成的render 函数使用，而 vm.$createElement是用户手写render 方法使用的， 这俩个方法支持的参数相同，并且内部都调用了createElement方法。

vm._render 最终是通过执行createElement方法并返回的是vnode，它是一个虚拟 Node。接下来分析vm.$createElement

---

利用 createElement 方法创建 VNode，它定义在 src/core/vdom/create-elemenet.js 中：

// wrapper function for providing a more flexible interface
// without getting yelled at by flow
export function createElement (
  context: Component,
  tag: any,
  data: any,
  children: any,
  normalizationType: any,
  alwaysNormalize: boolean
): VNode | Array<VNode> {
  if (Array.isArray(data) || isPrimitive(data)) {
    normalizationType = children
    children = data
    data = undefined
  }
  if (isTrue(alwaysNormalize)) {
    normalizationType = ALWAYS_NORMALIZE
  }
  return _createElement(context, tag, data, children, normalizationType)
}

createElement 方法实际上是对 _createElement 方法的封装，它允许传入的参数更加灵活，在处理这些参数后，调用真正创建 VNode 的函数 _createElement

export function _createElement (
  context: Component,
  tag?: string | Class<Component> | Function | Object,
  data?: VNodeData,
  children?: any,
  normalizationType?: number
): VNode | Array<VNode> {
  if (isDef(data) && isDef((data: any).__ob__)) {
    process.env.NODE_ENV !== 'production' && warn(
      `Avoid using observed data object as vnode data: ${JSON.stringify(data)}\n` +
      'Always create fresh vnode data objects in each render!',
      context
    )
    return createEmptyVNode()
  }
  // object syntax in v-bind
  if (isDef(data) && isDef(data.is)) {
    tag = data.is
  }
  if (!tag) {
    // in case of component :is set to falsy value
    return createEmptyVNode()
  }
  // warn against non-primitive key
  if (process.env.NODE_ENV !== 'production' &&
    isDef(data) && isDef(data.key) && !isPrimitive(data.key)
  ) {
    if (!__WEEX__ || !('@binding' in data.key)) {
      warn(
        'Avoid using non-primitive value as key, ' +
        'use string/number value instead.',
        context
      )
    }
  }
  // support single function children as default scoped slot
  if (Array.isArray(children) &&
    typeof children[0] === 'function'
  ) {
    data = data || {}
    data.scopedSlots = { default: children[0] }
    children.length = 0
  }
  if (normalizationType === ALWAYS_NORMALIZE) {
    children = normalizeChildren(children)
  } else if (normalizationType === SIMPLE_NORMALIZE) {
    children = simpleNormalizeChildren(children)
  }
  let vnode, ns
  if (typeof tag === 'string') {
    let Ctor
    ns = (context.$vnode && context.$vnode.ns) || config.getTagNamespace(tag)
    if (config.isReservedTag(tag)) {
      // platform built-in elements
      vnode = new VNode(
        config.parsePlatformTagName(tag), data, children,
        undefined, undefined, context
      )
    } else if ((!data || !data.pre) && isDef(Ctor = resolveAsset(context.$options, 'components', tag))) {
      // component
      vnode = createComponent(Ctor, data, context, children, tag)
    } else {
      // unknown or unlisted namespaced elements
      // check at runtime because it may get assigned a namespace when its
      // parent normalizes children
      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()
  }
}

_createElement 方法有 5 个参数:

1. context 表示 VNode 的上下文环境，它是 Component 类型；
2. tag 表示标签，它可以是一个字符串，也可以是一个 Component；
3. data 表示 VNode 的数据，它是一个 VNodeData 类型，可以在 flow/vnode.js 中找到它的定义；
4. children 表示当前 VNode 的子节点，它是任意类型的，它接下来需要被规范为标准的 VNode 数组；
5. normalizationType 表示子节点规范的类型，类型不同规范的方法也就不一样，它主要是参考 render 函数是编译生成的还是用户手写的。

createElement 函数的流程略微有点多，接下来主要分析 2 个重点的流程 —— children 的规范化以及 VNode 的创建。

children 的规范化

从代码：

if (normalizationType === ALWAYS_NORMALIZE) {
    children = normalizeChildren(children)
  } else if (normalizationType === SIMPLE_NORMALIZE) {
    children = simpleNormalizeChildren(children)
  }

这里根据normalizationType 的不同，调用了 normalizeChildren(children) 和 simpleNormalizeChildren(children) 方法。
定义在src/core/vdom/helpers/normalize-children.js :

// The template compiler attempts to minimize the need for normalization by
// statically analyzing the template at compile time.
//
// For plain HTML markup, normalization can be completely skipped because the
// generated render function is guaranteed to return Array<VNode>. There are
// two cases where extra normalization is needed:

// 1. When the children contains components - because a functional component
// may return an Array instead of a single root. In this case, just a simple
// normalization is needed - if any child is an Array, we flatten the whole
// thing with Array.prototype.concat. It is guaranteed to be only 1-level deep
// because functional components already normalize their own children.
export function simpleNormalizeChildren (children: any) {
  for (let i = 0; i < children.length; i++) {
    if (Array.isArray(children[i])) {
      return Array.prototype.concat.apply([], children)
    }
  }
  return children
}

// 2. When the children contains constructs that always generated nested Arrays,
// e.g. <template>, <slot>, v-for, or when the children is provided by user
// with hand-written render functions / JSX. In such cases a full normalization
// is needed to cater to all possible types of children values.
export function normalizeChildren (children: any): ?Array<VNode> {
  return isPrimitive(children)
    ? [createTextVNode(children)]
    : Array.isArray(children)
      ? normalizeArrayChildren(children)
      : undefined
}

simpleNormalizeChildren 方法调用场景是 render 函数是编译生成的。理论上编译生成的 children 都已经是 VNode 类型的，但这里有一个例外，就是 functional component 函数式组件返回的是一个数组而不是一个根节点，所以会通过 Array.prototype.concat 方法把整个 children 数组打平，让它的深度只有一层。

normalizeChildren 方法的调用场景有 2 种，一个场景是 render 函数是用户手写的，当 children 只有一个节点的时候，Vue.js 从接口层面允许用户把 children 写成基础类型用来创建单个简单的文本节点，这种情况会调用 createTextVNode 创建一个文本节点的 VNode；另一个场景是当编译 slot、v-for 的时候会产生嵌套数组的情况，会调用 normalizeArrayChildren 方法，接下来看一下它的实现：

function normalizeArrayChildren (children: any, nestedIndex?: string): Array<VNode> {
  const res = []
  let i, c, lastIndex, last
  for (i = 0; i < children.length; i++) {
    c = children[i]
    if (isUndef(c) || typeof c === 'boolean') continue
    lastIndex = res.length - 1
    last = res[lastIndex]
    //  nested
    if (Array.isArray(c)) {
      if (c.length > 0) {
        c = normalizeArrayChildren(c, `${nestedIndex || ''}_${i}`)
        // merge adjacent text nodes
        if (isTextNode(c[0]) && isTextNode(last)) {
          res[lastIndex] = createTextVNode(last.text + (c[0]: any).text)
          c.shift()
        }
        res.push.apply(res, c)
      }
    } else if (isPrimitive(c)) {
      if (isTextNode(last)) {
        // merge adjacent text nodes
        // this is necessary for SSR hydration because text nodes are
        // essentially merged when rendered to HTML strings
        res[lastIndex] = createTextVNode(last.text + c)
      } else if (c !== '') {
        // convert primitive to vnode
        res.push(createTextVNode(c))
      }
    } else {
      if (isTextNode(c) && isTextNode(last)) {
        // merge adjacent text nodes
        res[lastIndex] = createTextVNode(last.text + c.text)
      } else {
        // default key for nested array children (likely generated by v-for)
        if (isTrue(children._isVList) &&
          isDef(c.tag) &&
          isUndef(c.key) &&
          isDef(nestedIndex)) {
          c.key = `__vlist${nestedIndex}_${i}__`
        }
        res.push(c)
      }
    }
  }
  return res
}

normalizeArrayChildren 接收 2 个参数:

1. children 表示要规范的子节点
2. nestedIndex 表示嵌套的索引

因为单个 child 可能是一个数组类型。 normalizeArrayChildren 主要的逻辑就是遍历 children，获得单个节点 c，然后对 c 的类型判断，如果是一个数组类型，则递归调用 normalizeArrayChildren;

1. 如果是基础类型，则通过 createTextVNode 方法转换成 VNode 类型；
2. 否则就已经是 VNode 类型了,如果 children 是一个列表并且列表还存在嵌套的情况，则根据 nestedIndex 去更新它的 key。

这里需要注意一点，在遍历的过程中，对这 3 种情况都做了如下处理：如果存在两个连续的 text 节点，会把它们合并成一个 text 节点。

经过对 children 的规范化，children 变成了一个类型为 VNode 的 Array。

VNode 的创建

回到 createElement 函数，规范化 children 后，接下来会去创建一个 VNode 的实例：

  let vnode, ns
  if (typeof tag === 'string') {
    let Ctor
    ns = (context.$vnode && context.$vnode.ns) || config.getTagNamespace(tag)
    if (config.isReservedTag(tag)) {
      // platform built-in elements
      vnode = new VNode(
        config.parsePlatformTagName(tag), data, children,
        undefined, undefined, context
      )
    } else if ((!data || !data.pre) && isDef(Ctor = resolveAsset(context.$options, 'components', tag))) {
      // component
      vnode = createComponent(Ctor, data, context, children, tag)
    } else {
      // unknown or unlisted namespaced elements
      // check at runtime because it may get assigned a namespace when its
      // parent normalizes children
      vnode = new VNode(
        tag, data, children,
        undefined, undefined, context
      )
    }
  } else {
    // direct component options / constructor
    vnode = createComponent(tag, data, context, children)
  }

这里先对 tag 做判断

1. 如果是 string 类型，则接着判断如果是内置的一些节点，则直接创建一个普通 VNode
2. 如果是为已注册的组件名，则通过 createComponent 创建一个组件类型的 VNode，否则创建一个未知的标签的 VNode
3. 如果是 tag 一个 Component 类型，则直接调用 createComponent 创建一个组件类型的 VNode 节点。

对于 createComponent 创建组件类型的 VNode 的过程，略过需要补充，本质上它还是返回了一个 VNode。

总结

那么至此，我们大致了解了 createElement 创建 VNode 的过程，每个 VNode 有 children，children 每个元素也是一个 VNode，这样就形成了一个 VNode Tree，它很好的描述了我们的 DOM Tree。

回到 mountComponent 函数的过程，我们已经知道 vm._render 是如何创建了一个 VNode，接下来就是要把这个 VNode 渲染成一个真实的 DOM 并渲染出来，这个过程是通过 vm._update 完成的，后续接着讲。

参考文档