深入vue2.0源码系列: 指令的实现原理与实现方式

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2023年03月15日 20:22 · 阅读数 17

前言

Vue.js 2.0 中指令的实现原理是通过解析模板语法生成一个 AST（抽象语法树），然后通过遍历 AST 树为模板中的每个指令创建一个 Watcher 对象，当数据变化时，这些 Watcher 对象就会收到通知，并根据指令对应的更新函数对 DOM 进行更新。

实现示例

vue.js 2.0 中指令的实现方式可以分为两种：一种是内置指令，如 v-model、v-bind 等，这些指令是在 Vue.js 的编译阶段直接处理的；另一种是自定义指令，开发者可以通过 Vue.directive 方法自定义指令，这些指令需要在运行时解析处理。

下面是一个简单的自定义指令的实现示例，代码中有注释解释实现细节:

// 自定义指令 v-focus，将元素聚焦
Vue.directive('focus', {
  // 当指令所在的元素插入到 DOM 中时触发
  inserted: function (el) {
    // 聚焦元素
    el.focus()
  }
})

在上面的代码中，我们通过 Vue.directive 方法自定义了一个指令 v-focus，它在元素插入到 DOM 中时将元素聚焦。下面是一个使用该指令的示例：

<input v-focus>

在上面的代码中，我们将 v-focus 指令应用到一个 input 元素上，这样在该元素插入到 DOM 中时，它就会被聚焦。

解析成一个 AST 树

在编译模板时，Vue.js 2.0 会将模板解析成一个 AST 树，然后通过遍历该树来解析指令。下面是一个简单的指令解析函数的示例，代码中有注释解释实现细节：

// 解析模板中的指令
function parseDirective(attr) {
  var dir = {}
  // 解析指令名称
  var name = attr.name.slice(2)
  // 解析指令参数
  var arg = attr.name.match(/:([^:]+)$/)[1]
  // 解析指令修饰符
  var modifiers = {}
  attr.name.replace(/\.[^\.]+/g, function (m) {
    modifiers[m.slice(1)] = true
  })
  // 将解析后的指令信息存储到 dir 对象中
  dir.name = name
  dir.arg = arg
  dir.modifiers = modifiers
  dir.expression = attr.value
  return dir
}

在上面的代码中，我们定义了一个函数 parseDirective，它接收一个属性对象作为参数，该属性对象表示一个指令属性。该函数首先解析指令的名称、参数和修饰符，然后将这些信息存储到一个对象中，并返回该对象。

创建一个 Watcher 对象

在遍历 AST 树时，我们可以通过调用 parseDirective 函数来解析每个指令属性，然后根据指令的名称、参数、修饰符和表达式创建一个 Watcher 对象，代码如下：

// 遍历 AST 树解析指令
function traverse(node) {
  if (node.type === 1) { // 元素节点
    // 遍历元素的所有属性
    for (var i = 0; i < node.attrs.length; i++) {
      var attr = node.attrs[i]
      // 如果属性名称以 v- 开头，则说明是一个指令属性
      if (attr.name.indexOf('v-') === 0) {
        // 解析指令
        var dir = parseDirective(attr)
        // 创建 Watcher 对象
        var watcher = new Watcher(vm, dir.expression, function (value, oldValue) {
          // 根据指令名称调用对应的更新函数
          var fn = vm.$options.directives[dir.name].update
          if (fn) {
            fn(el, dir, value, oldValue)
          }
        })
        // 将 Watcher 对象存储到元素的私有数据中
        el._watchers.push(watcher)
      }
    }
  } else if (node.type === 3) { // 文本节点
    // 解析文本节点中的插值表达式
    var tokens = parseText(node.text)
    // 遍历插值表达式中的所有指令
    for (var i = 0; i < tokens.length; i++) {
      var token = tokens[i]
      if (token.tag) { // 指令
        // 创建 Watcher 对象
        var watcher = new Watcher(vm, token.value, function (value, oldValue) {
          // 根据指令名称调用对应的更新函数
          var fn = vm.$options.directives[token.tag].update
          if (fn) {
            fn(node, token, value, oldValue)
          }
        })
        // 将 Watcher 对象存储到文本节点的私有数据中
        node._watchers.push(watcher)
      }
    }
  }
  // 遍历所有子节点
  if (node.children) {
    for (var i = 0; i < node.children.length; i++) {
      traverse(node.children[i])
    }
  }
}

在上面的代码中，我们定义了一个函数 traverse，它接收一个 AST 节点作为参数，并遍历该节点及其所有子节点，解析每个指令属性，然后根据指令信息创建一个 Watcher 对象，并将该对象存储到元素或文本节点的私有数据中。

更新 DOM

在创建 Watcher 对象时，我们传入了一个回调函数，该函数在 Watcher 对象收到通知时被调用，根据指令名称调用对应的更新函数更新 DOM。

下面是一个简单的更新函数的示例，代码中有注释解释实现细节：

// 更新 v-focus 指令
function updateFocus(el, dir, value) {
  // 当值为 true 时将焦点设置到元素上
  if (value) {
    el.focus()
  }
}

上面的代码中，我们定义了一个更新函数 updateFocus，它接收三个参数，分别是元素 el、指令对象 dir 和新的值 value。当值为 true 时，我们将焦点设置到元素上。

类似地，我们可以定义其他的更新函数来实现不同的指令效果。最后，在 Vue 的初始化过程中，我们会遍历所有元素和文本节点，并解析其中的指令属性和插值表达式，创建对应的 Watcher 对象并存储到元素或文本节点的私有数据中，从而实现指令的实时更新效果。

常用的工具函数及其实现代码

除了创建 Watcher 对象以外，Vue 还提供了一些其他的工具函数来实现指令的不同效果，例如编译表达式、解析指令参数和修饰符等。下面是一些常用的工具函数及其实现代码：

编译表达式

// 编译表达式
function compileExp(exp) {
  return function (vm) {
    return vm.$eval(exp)
  }
}

解析指令参数和修饰符

// 解析指令参数和修饰符
function parseDirective(attr) {
  var name = attr.name.slice(2)
  var exp = attr.value
  var argRE = /:(.*)$/
  var argMatch = exp.match(argRE)
  var arg = argMatch && argMatch[1]
  var modifiers = {}
  exp = arg ? exp.slice(0, -(arg.length + 1)) : exp
  var rawName = name
  if (arg) {
    // 解析指令修饰符
    var modifiersRE = /\.[^.\]]+(?=[^\]]*$)/g
    var modifierMatch = name.match(modifiersRE)
    if (modifierMatch) {
      modifierMatch.forEach(function (m) {
        modifiers[m.slice(1)] = true
        name = name.replace(m, '')
      })
    }
  }
  return {
    name: name,
    rawName: rawName,
    arg: arg,
    modifiers: modifiers,
    expression: exp
  }
}

解析文本节点中的插值表达式

// 解析文本节点中的插值表达式
function parseText(text) {
  var tagRE = /\{\{((?:.|\n)+?)\}\}/g
  var tokens = []
  var lastIndex = 0
  var match, index, value
  while ((match = tagRE.exec(text))) {
    index = match.index
    // push text token
    if (index > lastIndex) {
      tokens.push({
        value: text.slice(lastIndex, index)
      })
    }
    // tag token
    value = match[1].trim()
    tokens.push({
      tag: true,
      value: value
    })
    lastIndex = index + match[0].length
  }
  // push trailing text token
  if (lastIndex < text.length) {
    tokens.push({
      value: text.slice(lastIndex)
    })
  }
  return tokens
}

上面的代码中，我们定义了三个工具函数，分别是编译表达式的 compileExp、解析指令参数和修饰符的 parseDirective 和解析文本节点中的插值表达式的 parseText。这些函数在解析指令和插值表达式时都有重要的作用，其中 parseDirective 函数还需要解析指令的修饰符，例如 v-on:click.stop，它的修饰符为 .stop，用于阻止事件冒泡。

总之，Vue 的指令系统是其最重要的特性之一，它能够让开发者通过简单的语法来实现复杂的页面交互效果。Vue 的指令实现原理比较复

总结

Vue 的指令实现原理比较复杂，但是它的核心思想可以归纳为以下几点：

解析指令和插值表达式：在 Vue 初始化过程中，会遍历所有元素和文本节点，并解析其中的指令属性和插值表达式，创建对应的 Watcher 对象并存储到元素或文本节点的私有数据中。
创建 Watcher 对象：在解析指令和插值表达式时，会创建对应的 Watcher 对象，它们会在响应式数据发生变化时自动更新视图。
更新指令效果：当 Watcher 对象更新时，会执行对应的更新函数来更新指令的效果，例如 v-show 和 v-if 指令就会根据 Watcher 对象的值来决定元素是否显示。
实现指令效果的工具函数：为了实现不同的指令效果，Vue 提供了一些其他的工具函数，例如编译表达式、解析指令参数和修饰符等。

通过以上的原理介绍，相信大家对 Vue 的指令系统有了更深刻的认识。对于想要深入学习 Vue 的同学，可以阅读 Vue 源码并尝试实现一些自定义指令，以加深对 Vue 的理解和掌握。

后续会继续更新vue2.0其他源码系列，包括目前在学习vue3.0源码也会后续更新出来，喜欢的点点关注。

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