Vue源码分析—响应式原理(六)

作者: oWSQo | 来源:发表于2019-07-24 11:58 被阅读0次

组件更新

当数据发生变化的时候，会触发渲染watcher的回调函数，进而执行组件的更新过程，接下来我们来详细分析这一过程。

updateComponent = () => {
  vm._update(vm._render(), hydrating)
}
new Watcher(vm, updateComponent, noop, {
  before () {
    if (vm._isMounted) {
      callHook(vm, 'beforeUpdate')
    }
  }
}, true /* isRenderWatcher */)

组件的更新还是调用了vm._update方法，我们再回顾一下这个方法，它的定义在src/core/instance/lifecycle.js中：

Vue.prototype._update = function (vnode: VNode, hydrating?: boolean) {
  const vm: Component = this
  // ...
  const prevVnode = vm._vnode
  if (!prevVnode) {
     // initial render
    vm.$el = vm.__patch__(vm.$el, vnode, hydrating, false /* removeOnly */)
  } else {
    // updates
    vm.$el = vm.__patch__(prevVnode, vnode)
  }
  // ...
}

组件更新的过程，会执行vm.$el = vm.__patch__(prevVnode, vnode)，它仍然会调用patch函数，在src/core/vdom/patch.js中定义：

return function patch (oldVnode, vnode, hydrating, removeOnly) {
  if (isUndef(vnode)) {
    if (isDef(oldVnode)) invokeDestroyHook(oldVnode)
    return
  }

  let isInitialPatch = false
  const insertedVnodeQueue = []

  if (isUndef(oldVnode)) {
    // empty mount (likely as component), create new root element
    isInitialPatch = true
    createElm(vnode, insertedVnodeQueue)
  } else {
    const isRealElement = isDef(oldVnode.nodeType)
    if (!isRealElement && sameVnode(oldVnode, vnode)) {
      // patch existing root node
      patchVnode(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, removeOnly)
    } else {
      if (isRealElement) {
         // ...
      }

      // replacing existing element
      const oldElm = oldVnode.elm
      const parentElm = nodeOps.parentNode(oldElm)

      // create new node
      createElm(
        vnode,
        insertedVnodeQueue,
        // extremely rare edge case: do not insert if old element is in a
        // leaving transition. Only happens when combining transition +
        // keep-alive + HOCs. (#4590)
        oldElm._leaveCb ? null : parentElm,
        nodeOps.nextSibling(oldElm)
      )

      // update parent placeholder node element, recursively
      if (isDef(vnode.parent)) {
        let ancestor = vnode.parent
        const patchable = isPatchable(vnode)
        while (ancestor) {
          for (let i = 0; i < cbs.destroy.length; ++i) {
            cbs.destroy[i](ancestor)
          }
          ancestor.elm = vnode.elm
          if (patchable) {
            for (let i = 0; i < cbs.create.length; ++i) {
              cbs.create[i](emptyNode, ancestor)
            }
            // #6513
            // invoke insert hooks that may have been merged by create hooks.
            // e.g. for directives that uses the "inserted" hook.
            const insert = ancestor.data.hook.insert
            if (insert.merged) {
              // start at index 1 to avoid re-invoking component mounted hook
              for (let i = 1; i < insert.fns.length; i++) {
                insert.fns[i]()
              }
            }
          } else {
            registerRef(ancestor)
          }
          ancestor = ancestor.parent
        }
      }

      // destroy old node
      if (isDef(parentElm)) {
        removeVnodes(parentElm, [oldVnode], 0, 0)
      } else if (isDef(oldVnode.tag)) {
        invokeDestroyHook(oldVnode)
      }
    }
  }

  invokeInsertHook(vnode, insertedVnodeQueue, isInitialPatch)
  return vnode.elm
}

这里执行patch的逻辑和首次渲染是不一样的，因为oldVnode不为空，并且它和vnode都是VNode类型，接下来会通过 sameVNode(oldVnode, vnode) 判断它们是否是相同的VNode来决定走不同的更新逻辑：

function sameVnode (a, b) {
  return (
    a.key === b.key && (
      (
        a.tag === b.tag &&
        a.isComment === b.isComment &&
        isDef(a.data) === isDef(b.data) &&
        sameInputType(a, b)
      ) || (
        isTrue(a.isAsyncPlaceholder) &&
        a.asyncFactory === b.asyncFactory &&
        isUndef(b.asyncFactory.error)
      )
    )
  )
}

sameVnode的逻辑非常简单，如果两个vnode的key不相等，则是不同的；否则继续判断对于同步组件，则判断 isComment、data、input类型等是否相同，对于异步组件，则判断asyncFactory是否相同。

所以根据新旧 vnode 是否为 sameVnode，会走到不同的更新逻辑，我们先来说一下不同的情况。

新旧节点不同

如果新旧vnode不同，那么更新的逻辑非常简单，它本质上是要替换已存在的节点，大致分为 3 步

创建新节点

const oldElm = oldVnode.elm
const parentElm = nodeOps.parentNode(oldElm)
// create new node
createElm(
  vnode,
  insertedVnodeQueue,
  // extremely rare edge case: do not insert if old element is in a
  // leaving transition. Only happens when combining  transition +
  // keep-alive + HOCs. (#4590)
  oldElm._leaveCb ? null : parentElm,
  nodeOps.nextSibling(oldElm)
)

以当前旧节点为参考节点，创建新的节点，并插入到 DOM 中。

更新父的占位符节点

// update parent placeholder node element, recursively
if (isDef(vnode.parent)) {
  let ancestor = vnode.parent
  const patchable = isPatchable(vnode)
  while (ancestor) {
    for (let i = 0; i < cbs.destroy.length; ++i) {
      cbs.destroy[i](ancestor)
    }
    ancestor.elm = vnode.elm
    if (patchable) {
      for (let i = 0; i < cbs.create.length; ++i) {
        cbs.create[i](emptyNode, ancestor)
      }
      // #6513
      // invoke insert hooks that may have been merged by create hooks.
      // e.g. for directives that uses the "inserted" hook.
      const insert = ancestor.data.hook.insert
      if (insert.merged) {
        // start at index 1 to avoid re-invoking component mounted hook
        for (let i = 1; i < insert.fns.length; i++) {
          insert.fns[i]()
        }
      }
    } else {
      registerRef(ancestor)
    }
    ancestor = ancestor.parent
  }
}

我们只关注主要逻辑即可，找到当前vnode的父的占位符节点，先执行各个module的destroy的钩子函数，如果当前占位符是一个可挂载的节点，则执行module的create钩子函数。对于这些钩子函数的作用。

删除旧节点

// destroy old node
if (isDef(parentElm)) {
  removeVnodes(parentElm, [oldVnode], 0, 0)
} else if (isDef(oldVnode.tag)) {
  invokeDestroyHook(oldVnode)
}

把oldVnode从当前 DOM 树中删除，如果父节点存在，则执行 removeVnodes 方法：

function removeVnodes (parentElm, vnodes, startIdx, endIdx) {
  for (; startIdx <= endIdx; ++startIdx) {
    const ch = vnodes[startIdx]
    if (isDef(ch)) {
      if (isDef(ch.tag)) {
        removeAndInvokeRemoveHook(ch)
        invokeDestroyHook(ch)
      } else { // Text node
        removeNode(ch.elm)
      }
    }
  }
}

function removeAndInvokeRemoveHook (vnode, rm) {
  if (isDef(rm) || isDef(vnode.data)) {
    let i
    const listeners = cbs.remove.length + 1
    if (isDef(rm)) {
      // we have a recursively passed down rm callback
      // increase the listeners count
      rm.listeners += listeners
    } else {
      // directly removing
      rm = createRmCb(vnode.elm, listeners)
    }
    // recursively invoke hooks on child component root node
    if (isDef(i = vnode.componentInstance) && isDef(i = i._vnode) && isDef(i.data)) {
      removeAndInvokeRemoveHook(i, rm)
    }
    for (i = 0; i < cbs.remove.length; ++i) {
      cbs.remove[i](vnode, rm)
    }
    if (isDef(i = vnode.data.hook) && isDef(i = i.remove)) {
      i(vnode, rm)
    } else {
      rm()
    }
  } else {
    removeNode(vnode.elm)
  }
}

function invokeDestroyHook (vnode) {
  let i, j
  const data = vnode.data
  if (isDef(data)) {
    if (isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.destroy)) i(vnode)
    for (i = 0; i < cbs.destroy.length; ++i) cbs.destroy[i](vnode)
  }
  if (isDef(i = vnode.children)) {
    for (j = 0; j < vnode.children.length; ++j) {
      invokeDestroyHook(vnode.children[j])
    }
  }
}

删除节点逻辑很简单，就是遍历待删除的 vnodes 做删除，其中 removeAndInvokeRemoveHook 的作用是从 DOM 中移除节点并执行 module 的 remove 钩子函数，并对它的子节点递归调用 removeAndInvokeRemoveHook 函数；invokeDestroyHook 是执行 module 的 destory 钩子函数以及 vnode 的 destory 钩子函数，并对它的子 vnode 递归调用 invokeDestroyHook 函数；removeNode 就是调用平台的 DOM API 去把真正的 DOM 节点移除。

beforeDestroy & destroyed这两个生命周期钩子函数，它们就是在执行invokeDestroyHook过程中，执行了vnode的 destory钩子函数，它的定义在 src/core/vdom/create-component.js 中：

const componentVNodeHooks = {
  destroy (vnode: MountedComponentVNode) {
    const { componentInstance } = vnode
    if (!componentInstance._isDestroyed) {
      if (!vnode.data.keepAlive) {
        componentInstance.$destroy()
      } else {
        deactivateChildComponent(componentInstance, true /* direct */)
      }
    }
  }
}

当组件并不是 keepAlive 的时候，会执行 componentInstance.$destroy() 方法，然后就会执行 beforeDestroy & destroyed 两个钩子函数。

新旧节点相同

对于新旧节点不同的情况，这种创建新节点 -> 更新占位符节点 -> 删除旧节点的逻辑是很容易理解的。还有一种组件 vnode 的更新情况是新旧节点相同，它会调用 patchVNode 方法，它的定义在 src/core/vdom/patch.js 中：

function patchVnode (oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, removeOnly) {
  if (oldVnode === vnode) {
    return
  }

  const elm = vnode.elm = oldVnode.elm

  if (isTrue(oldVnode.isAsyncPlaceholder)) {
    if (isDef(vnode.asyncFactory.resolved)) {
      hydrate(oldVnode.elm, vnode, insertedVnodeQueue)
    } else {
      vnode.isAsyncPlaceholder = true
    }
    return
  }

  // reuse element for static trees.
  // note we only do this if the vnode is cloned -
  // if the new node is not cloned it means the render functions have been
  // reset by the hot-reload-api and we need to do a proper re-render.
  if (isTrue(vnode.isStatic) &&
    isTrue(oldVnode.isStatic) &&
    vnode.key === oldVnode.key &&
    (isTrue(vnode.isCloned) || isTrue(vnode.isOnce))
  ) {
    vnode.componentInstance = oldVnode.componentInstance
    return
  }

  let i
  const data = vnode.data
  if (isDef(data) && isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.prepatch)) {
    i(oldVnode, vnode)
  }

  const oldCh = oldVnode.children
  const ch = vnode.children
  if (isDef(data) && isPatchable(vnode)) {
    for (i = 0; i < cbs.update.length; ++i) cbs.update[i](oldVnode, vnode)
    if (isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.update)) i(oldVnode, vnode)
  }
  if (isUndef(vnode.text)) {
    if (isDef(oldCh) && isDef(ch)) {
      if (oldCh !== ch) updateChildren(elm, oldCh, ch, insertedVnodeQueue, removeOnly)
    } else if (isDef(ch)) {
      if (isDef(oldVnode.text)) nodeOps.setTextContent(elm, '')
      addVnodes(elm, null, ch, 0, ch.length - 1, insertedVnodeQueue)
    } else if (isDef(oldCh)) {
      removeVnodes(elm, oldCh, 0, oldCh.length - 1)
    } else if (isDef(oldVnode.text)) {
      nodeOps.setTextContent(elm, '')
    }
  } else if (oldVnode.text !== vnode.text) {
    nodeOps.setTextContent(elm, vnode.text)
  }
  if (isDef(data)) {
    if (isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.postpatch)) i(oldVnode, vnode)
  }
}

patchVnode 的作用就是把新的 vnode``patch 到旧的 vnode 上，这里我们只关注关键的核心逻辑，我把它拆成四步骤：

执行 prepatch 钩子函数

let i
const data = vnode.data
if (isDef(data) && isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.prepatch)) {
  i(oldVnode, vnode)
}

当更新的 vnode 是一个组件 vnode 的时候，会执行 prepatch 的方法，它的定义在 src/core/vdom/create-component.js 中：

const componentVNodeHooks = {
  prepatch (oldVnode: MountedComponentVNode, vnode: MountedComponentVNode) {
    const options = vnode.componentOptions
    const child = vnode.componentInstance = oldVnode.componentInstance
    updateChildComponent(
      child,
      options.propsData, // updated props
      options.listeners, // updated listeners
      vnode, // new parent vnode
      options.children // new children
    )
  }
}

prepatch 方法就是拿到新的 vnode 的组件配置以及组件实例，去执行 updateChildComponent 方法，它的定义在 src/core/instance/lifecycle.js 中：

export function updateChildComponent (
  vm: Component,
  propsData: ?Object,
  listeners: ?Object,
  parentVnode: MountedComponentVNode,
  renderChildren: ?Array<VNode>
) {
  if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
    isUpdatingChildComponent = true
  }

  // determine whether component has slot children
  // we need to do this before overwriting $options._renderChildren
  const hasChildren = !!(
    renderChildren ||               // has new static slots
    vm.$options._renderChildren ||  // has old static slots
    parentVnode.data.scopedSlots || // has new scoped slots
    vm.$scopedSlots !== emptyObject // has old scoped slots
  )

  vm.$options._parentVnode = parentVnode
  vm.$vnode = parentVnode // update vm's placeholder node without re-render

  if (vm._vnode) { // update child tree's parent
    vm._vnode.parent = parentVnode
  }
  vm.$options._renderChildren = renderChildren

  // update $attrs and $listeners hash
  // these are also reactive so they may trigger child update if the child
  // used them during render
  vm.$attrs = parentVnode.data.attrs || emptyObject
  vm.$listeners = listeners || emptyObject

  // update props
  if (propsData && vm.$options.props) {
    toggleObserving(false)
    const props = vm._props
    const propKeys = vm.$options._propKeys || []
    for (let i = 0; i < propKeys.length; i++) {
      const key = propKeys[i]
      const propOptions: any = vm.$options.props // wtf flow?
      props[key] = validateProp(key, propOptions, propsData, vm)
    }
    toggleObserving(true)
    // keep a copy of raw propsData
    vm.$options.propsData = propsData
  }

  // update listeners
  listeners = listeners || emptyObject
  const oldListeners = vm.$options._parentListeners
  vm.$options._parentListeners = listeners
  updateComponentListeners(vm, listeners, oldListeners)

  // resolve slots + force update if has children
  if (hasChildren) {
    vm.$slots = resolveSlots(renderChildren, parentVnode.context)
    vm.$forceUpdate()
  }

  if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
    isUpdatingChildComponent = false
  }
}

updateChildComponent 的逻辑也非常简单，由于更新了 vnode，那么 vnode 对应的实例 vm 的一系列属性也会发生变化，包括占位符 vm.$vnode 的更新、slot 的更新，listeners 的更新，props 的更新等等。

执行 update 钩子函数

if (isDef(data) && isPatchable(vnode)) {
  for (i = 0; i < cbs.update.length; ++i) cbs.update[i](oldVnode, vnode)
  if (isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.update)) i(oldVnode, vnode)
}

回到patchVNode函数，在执行完新的vnode的prepatch钩子函数，会执行所有module的update钩子函数以及用户自定义update钩子函数，对于module的钩子函数。

完成patch过程

const oldCh = oldVnode.children
const ch = vnode.children
if (isDef(data) && isPatchable(vnode)) {
  for (i = 0; i < cbs.update.length; ++i) cbs.update[i](oldVnode, vnode)
  if (isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.update)) i(oldVnode, vnode)
}
if (isUndef(vnode.text)) {
  if (isDef(oldCh) && isDef(ch)) {
    if (oldCh !== ch) updateChildren(elm, oldCh, ch, insertedVnodeQueue, removeOnly)
  } else if (isDef(ch)) {
    if (isDef(oldVnode.text)) nodeOps.setTextContent(elm, '')
    addVnodes(elm, null, ch, 0, ch.length - 1, insertedVnodeQueue)
  } else if (isDef(oldCh)) {
    removeVnodes(elm, oldCh, 0, oldCh.length - 1)
  } else if (isDef(oldVnode.text)) {
    nodeOps.setTextContent(elm, '')
  }
} else if (oldVnode.text !== vnode.text) {
  nodeOps.setTextContent(elm, vnode.text)
}

如果 vnode 是个文本节点且新旧文本不相同，则直接替换文本内容。如果不是文本节点，则判断它们的子节点，并分了几种情况处理：

oldCh 与 ch 都存在且不相同时，使用 updateChildren 函数来更新子节点，这个后面重点讲。
2.如果只有 ch 存在，表示旧节点不需要了。如果旧的节点是文本节点则先将节点的文本清除，然后通过 addVnodes 将 ch 批量插入到新节点 elm 下。
3.如果只有 oldCh 存在，表示更新的是空节点，则需要将旧的节点通过 removeVnodes 全部清除。
4.当只有旧节点是文本节点的时候，则清除其节点文本内容。

执行postpatch钩子函数

if (isDef(data)) {
  if (isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.postpatch)) i(oldVnode, vnode)
}

再执行完patch过程后，会执行postpatch钩子函数，它是组件自定义的钩子函数，有则执行。

那么在整个pathVnode过程中，最复杂的就是updateChildren方法了。

updateChildren

function updateChildren (parentElm, oldCh, newCh, insertedVnodeQueue, removeOnly) {
  let oldStartIdx = 0
  let newStartIdx = 0
  let oldEndIdx = oldCh.length - 1
  let oldStartVnode = oldCh[0]
  let oldEndVnode = oldCh[oldEndIdx]
  let newEndIdx = newCh.length - 1
  let newStartVnode = newCh[0]
  let newEndVnode = newCh[newEndIdx]
  let oldKeyToIdx, idxInOld, vnodeToMove, refElm

  // removeOnly is a special flag used only by <transition-group>
  // to ensure removed elements stay in correct relative positions
  // during leaving transitions
  const canMove = !removeOnly

  if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
    checkDuplicateKeys(newCh)
  }

  while (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) {
    if (isUndef(oldStartVnode)) {
      oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx] // Vnode has been moved left
    } else if (isUndef(oldEndVnode)) {
      oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
    } else if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) {
      patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue)
      oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
      newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
    } else if (sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) {
      patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue)
      oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
      newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
    } else if (sameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) { // Vnode moved right
      patchVnode(oldStartVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue)
      canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldStartVnode.elm, nodeOps.nextSibling(oldEndVnode.elm))
      oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
      newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
    } else if (sameVnode(oldEndVnode, newStartVnode)) { // Vnode moved left
      patchVnode(oldEndVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue)
      canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldEndVnode.elm, oldStartVnode.elm)
      oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
      newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
    } else {
      if (isUndef(oldKeyToIdx)) oldKeyToIdx = createKeyToOldIdx(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
      idxInOld = isDef(newStartVnode.key)
        ? oldKeyToIdx[newStartVnode.key]
        : findIdxInOld(newStartVnode, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
      if (isUndef(idxInOld)) { // New element
        createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx)
      } else {
        vnodeToMove = oldCh[idxInOld]
        if (sameVnode(vnodeToMove, newStartVnode)) {
          patchVnode(vnodeToMove, newStartVnode, insertedVnodeQueue)
          oldCh[idxInOld] = undefined
          canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, vnodeToMove.elm, oldStartVnode.elm)
        } else {
          // same key but different element. treat as new element
          createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx)
        }
      }
      newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
    }
  }
  if (oldStartIdx > oldEndIdx) {
    refElm = isUndef(newCh[newEndIdx + 1]) ? null : newCh[newEndIdx + 1].elm
    addVnodes(parentElm, refElm, newCh, newStartIdx, newEndIdx, insertedVnodeQueue)
  } else if (newStartIdx > newEndIdx) {
    removeVnodes(parentElm, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
  }
}

updateChildren的逻辑比较复杂，我们可以通过一个具体的示例来分析它。

<template>
  <div id="app">
    <div>
      <ul>
        <li v-for="item in items" :key="item.id">{{ item.val }}</li>
      </ul>
    </div>
    <button @click="change">change</button>
  </div>
</template>

<script>
  export default {
    name: 'App',
    data() {
      return {
        items: [
          {id: 0, val: 'A'},
          {id: 1, val: 'B'},
          {id: 2, val: 'C'},
          {id: 3, val: 'D'}
        ]
      }
    },
    methods: {
      change() {
        this.items.reverse().push({id: 4, val: 'E'})
      }
    }
  }
</script>

当我们点击change按钮去改变数据，最终会执行到updateChildren去更新li部分的列表数据，我们通过图的方式来描述一下它的更新过程：

第一步：

第二步：

第三步：

第四步：

第五步：

第六步：

总结

组件更新的过程核心就是新旧vnode diff，对新旧节点相同以及不同的情况分别做不同的处理。新旧节点不同的更新流程是创建新节点->更新父占位符节点->删除旧节点；而新旧节点相同的更新流程是去获取它们的children，根据不同情况做不同的更新逻辑。最复杂的情况是新旧节点相同且它们都存在子节点，那么会执行updateChildren逻辑，这块儿可以借助画图的方式配合理解。

Vue源码分析—响应式原理(六)

组件更新

新旧节点不同

新旧节点相同

updateChildren

总结

响应式原理图

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