前言

终于来到渲染系统啦~

在 vue3 渲染系统学习的第一章，我们先来处理 h 函数的构建，关于 h 函数的介绍我这里就不多讲了，具体可以查询文档 h() 以及创建VNode

我们知道 h 函数核心是用来：创建 vnode 的。但是对于 vnode 而言，它存在很多种不同的节点类型。

查看 packages/runtime-core/src/renderer.ts 中第 354 行 patch 方法的代码可知，Vue 总共处理了：

Text：文本节点
Comment：注释节点
Static：静态 DOM 节点
Fragment：包含多个根节点的模板被表示为一个片段 (fragment)
ELEMENT: DOM 节点
COMPONENT：组件
TELEPORT：新的内置组件
SUSPENSE：新的内置组件 …

各种不同类型的节点，而每一种类型的处理都对应着不同的 VNode。

所以我们在本章中，就需要把各种类型的 VNode 构建出来（不会全部处理所有类型，只会选择比较有代表性的部分），以便，后面进行 render 渲染。

1. 构建 h 函数，处理 ELEMENT + TEXT_CHILDREN

老样子，我们从下面这段代码的调试开始 vue3 的源码阅读

HTML
<script>
  const { h } = Vue

  const vnode = h(
    'div',
    {
      class: 'test'
    },
    'hello render'
  )

  console.log(vnode)
</script>

这段代码很简单，就是使用 h 函数创建了一个类型为 ELEMENT 子节点为 TEXT 的 vnode。

1.1 源码阅读

我们直接跳到源码 packages/runtime-core/src/h.ts 中的第 174 行，为 h 函数增加 debugger：

通过源码可知，h 函数接收三个参数：
1. type：类型。比如当前的 div 就表示 Element 类型
2. propsOrChildren：props 或者 children
3. children：子节点
而且最终代码将会触发 createVNode 方法，createVNode 方法实际就是调用了 _createVnode 方法我们进入 _createVNode 方法：

3、这里 _createVNode 对 type 做了一些条件判断，我们的 type 为 div 可以先跳过接着调试：

_createVNode 接着对 props 做了 class 和 style 的增强，我们也可以先不管，最终得到 shapeFlag 的值为 1，shapeFlag 为当前的 类型标识： shapeFlag。查看 packages/shared/src/shapeFlags.ts 的代码，根据 enum ShapeFlags 可知：1 代表为 Element 即当前 shapeFlag = ShapeFlags.Element，代码继续执行：

可以看到 _craeteVNode 最终是调用了 createBaseVNode 方法，我们进入到 createBaseVNode 方法：

createBaseVnode 方法首先创建了一个 vnode，此时的 vnode 为上图右侧所示。我们做些简化，剔除对我们无用的属性之后，得到：

js
children: "hello render
props: {class: 'test'}
shapeFlag: 1 // 表示为 Element
type: "div"
__v_isVNode: true

在 createBaseVnode 中继续执行代码，会进入到 normalizeChildren 的方法中：

在 normalizeChildren 的方法中，会执行最后的 else 以及一个 按位或赋值运算 最后得到 shapeFlag 的最终值为 9
normalizeChildren 方法结束， craeteBaseVNode 返回 vnode
至此，整个 h 函数执行完成，最终得到的打印有效值为：


children: "hello render
props: {class: 'test'}
shapeFlag: 9 // 表示为 Element | ShapeFlags.TEXT_CHILDREN 的值
type: "div"
__v_isVNode: true

总结：

h 函数内部本质上只处理了参数的问题
createVNode 是生成 vnode 的核心方法
在 createVNode 中第一次生成了 shapeFlag = ShapeFlags.ELEMENT，表示为：是一个 Element 类型
在 createBaseVNode 中，生成了 vnode 对象，并且对 shapeFlag 的进行 |= 运算，最终得到的 shapeFlag = 9，表示为：元素为 ShapeFlags.ELEMENT，children 为 TEXT

1.2 代码实现

创建 packages/shared/src/shapeFlags.ts ，写入所有的对应类型：

ts
export const enum ShapeFlags {
  /**
   * type = Element
   */
  ELEMENT = 1,
  /**
   * 函数组件
   */
  FUNCTIONAL_COMPONENT = 1 << 1,
  /**
   * 有状态（响应数据）组件
   */
  STATEFUL_COMPONENT = 1 << 2,
  /**
   * children = Text
   */
  TEXT_CHILDREN = 1 << 3,
  /**
   * children = Array
   */
  ARRAY_CHILDREN = 1 << 4,
  /**
   * children = slot
   */
  SLOTS_CHILDREN = 1 << 5,
  /**
   * 组件：有状态（响应数据）组件 | 函数组件
   */
  COMPONENT = ShapeFlags.STATEFUL_COMPONENT | ShapeFlags.FUNCTIONAL_COMPONENT
}

创建 packages/runtime-core/src/h.ts ，构建 h 函数：

ts
import { isArray, isObject } from '@vue/shared'
import { createVNode, isVNode, VNode } from './vnode'

export function h(type: any, propsOrChildren?: any, children?: any): VNode {
  // 获取用户传递的参数数量
  const l = arguments.length
  // 如果用户只传递了两个参数，那么证明第二个参数可能是 props , 也可能是 children
  if (l === 2) {
    // 如果 第二个参数是对象，但不是数组。则第二个参数只有两种可能性：1. VNode 2.普通的 props
    if (isObject(propsOrChildren) && !isArray(propsOrChildren)) {
      // 如果是 VNode，则 第二个参数代表了 children
      if (isVNode(propsOrChildren)) {
        return createVNode(type, null, [propsOrChildren])
      }
      // 如果不是 VNode， 则第二个参数代表了 props
      return createVNode(type, propsOrChildren, [])
    }
    // 如果第二个参数不是单纯的 object，则 第二个参数代表了 props
    else {
      return createVNode(type, null, propsOrChildren)
    }
  }
  // 如果用户传递了三个或以上的参数，那么证明第二个参数一定代表了 props
  else {
    // 如果参数在三个以上，则从第二个参数开始，把后续所有参数都作为 children
    if (l > 3) {
      children = Array.prototype.slice.call(arguments, 2)
    }
    // 如果传递的参数只有三个，则 children 是单纯的 children
    else if (l === 3 && isVNode(children)) {
      children = [children]
    }
    // 触发 createVNode 方法，创建 VNode 实例
    return createVNode(type, propsOrChildren, children)
  }
}

创建 packages/runtime-core/src/vnode.ts，处理 VNode 类型和 isVNode 函数：

ts
export interface VNode {
  __v_isVNode: true
  type: any
  props: any
  children: any
  shapeFlag: number
}

export function isVNode(value: any): value is VNode {
  return value ? value.__v_isVNode === true : false
}

在 packages/runtime-core/src/vnode.ts 中，构建 createVNode 函数：

ts
   /**
    * 生成一个 VNode 对象，并返回
    * @param type vnode.type
    * @param props 标签属性或自定义属性
    * @param children 子节点
    * @returns vnode 对象
    */
   export function createVNode(type, props, children): VNode {
   	// 通过 bit 位处理 shapeFlag 类型
   	const shapeFlag = isString(type) ? ShapeFlags.ELEMENT : 0
   
   	return createBaseVNode(type, props, children, shapeFlag)
   }
   
   /**
    * 构建基础 vnode
    */
   function createBaseVNode(type, props, children, shapeFlag) {
   	const vnode = {
   		__v_isVNode: true,
   		type,
   		props,
   		shapeFlag
   	} as VNode
   
   	normalizeChildren(vnode, children)
   
   	return vnode
   }
   
   export function normalizeChildren(vnode: VNode, children: unknown) {
   	let type = 0
   	const { shapeFlag } = vnode
   	if (children == null) {
   		children = null
   	} else if (isArray(children)) {
   		// TODO: array
   	} else if (typeof children === 'object') {
   		// TODO: object
   	} else if (isFunction(children)) {
   		// TODO: function
   	} else {
   		// children 为 string
   		children = String(children)
   		// 为 type 指定 Flags
   		type = ShapeFlags.TEXT_CHILDREN
   	}
   	// 修改 vnode 的 chidlren
   	vnode.children = children
   	// 按位或赋值
   	vnode.shapeFlag |= type
   }

在 index 中导出 h 函数
下面我们可以创建对应的测试实例，packages/vue/examples/runtime/h-element.html：

html
<script>
  const { h } = Vue

  const vnode = h(
    'div',
    {
      class: 'test'
    },
    'hello render'
  )

  console.log(vnode)
</script>

最终打印的结果为：


children: "hello render"
props: {class: 'test'}
shapeFlag: 9
type: "div"
__v_isVNode: true

至此，我们就已经构建好了：type = Element，children = Text 的 VNode 对象

2. 构建 h 函数，处理 ELEMENT + ARRAY_CHILDREN

将测试用例改为下面的代码：

html
<script>
  const { h } = Vue

  const vnode = h(
    'div',
    {
      class: 'test'
    },
    [h('p', 'p1'), h('p', 'p2'), h('p', 'p3')]
  )

  console.log(vnode)
</script>

我们很容易能看出上面的代码执行了四次 h 函数，分别为：

h('p', 'p1')
h('p', 'p2')
h('p', 'p3')
以及最外层的 h(...)

前三次触发代码的流程和第一个节中相似，我们直接将代码 debugger 到第四次 h 函数

2.1 源码阅读

此时进入到 _createVNode 时的参数为：

代码继续，计算 shapeFlag = 1（与第一节一样）
_createVNode 返回一个 createBaseVNode 方法，进入 createBaseVNode
createBaseVNode 创建 vnode，接着执行 normalizeChildren(vnode, children)：

normalizeChildren 我们之前跟踪过得，这次 vnode.shapeFlag 计算出来是 17。
我们最终将不重要的属性剔除，打印出的 vnode 结构为：


{
  "__v_isVNode": true,
  "type": "div",
  "props": { "class": "test" },
  "children": [
    {
      "__v_isVNode": true,
      "type": "p",
      "children": "p1",
      "shapeFlag": 9
    },
    {
      "__v_isVNode": true,
      "type": "p",
      "children": "p2",
      "shapeFlag": 9
    },
    {
      "__v_isVNode": true,
      "type": "p",
      "children": "p3",
      "shapeFlag": 9
    }
  ],
  "shapeFlag": 17
}

总结处理 ELEMENT + ARRAY_CHILDREN 的过程

整体的逻辑并没有变得复杂
第一次计算 shapeFlag，依然为 Element
第二次计算 shapeFlag，因为 children 为 Array，所以会进入 else if (array) 判断

2.2 代码实现

根据上一小节的源码阅读可知，ELEMENT + ARRAY_CHILDREN 场景下的处理，我们只需要在 packages/runtime-core/src/vnode.ts 中，处理 isArray 场景即可：

在 packages/runtime-core/src/vnode.ts 中，找到 normalizeChildren 方法：

ts
 else if (isArray(children)) {
    // TODO: array
    + type = ShapeFlags.ARRAY_CHILDREN
  }

创建测试实例 packages/vue/examples/runtime/h-element-ArrayChildren.html ：

html
<script>
  const { h } = Vue

  const vnode = h(
    'div',
    {
      class: 'test'
    },
    [h('p', 'p1'), h('p', 'p2'), h('p', 'p3')]
  )

  console.log(vnode)
</script>

2.3 总结

到现在我们可以先做一个局部的总结。

对于 vnode 而言，我们现在已经知道，它存在一个 shapeFlag 属性，该属性表示了当前 VNode 的 “类型” ，这是一个非常关键的属性，在后面的 render 函数中，还会再次看到它。

shapeFlag 分成两部分：

createVNode：此处计算 “DOM” 类型，比如 Element
createBaseVNode：此处计算 “children” 类型，比如 Text || Array

3. 构建 h 函数，处理组件

组件是 vue 中非常重要的一个概念，这一小节我们就来分析一下组件生成 VNode 的情况。

在 vue 中，组件本质上就是 一个对象或一个函数（Function Component）

我们这里 不考虑 组件是函数的情况，因为这个比较少见。

在 vue3 中，我们可以直接利用 h 函数 + render 函数渲染出一个基本的组件，就像下面这样：

html
<script>
  const { h, render } = Vue

  const component = {
    render() {
      const vnode1 = h('div', '这是一个 component')
      console.log(vnode1)
      return vnode1
    }
  }
  const vnode2 = h(component)
  console.log(vnode2)
  render(vnode2, document.querySelector('#app'))
</script>

3.1 案例分析

在当前代码中共触发了两次 h 函数，
第一次是在 component 对象中的 render 函数内，我们可以把 component 对象看成一个组件，实际上在 vue3 中你打印一个组件对象它的内部就有一个 render 函数，下面是我打印的一个 App 组件

第二次是在将 component 作为参数生成的 vnode2 时
最后将生成的 vnode2 通过 render 渲染函数渲染到页面上（关于 render 函数我们之后在讲）
最终打印的 vnode2 如下图所示：

shapeFlag：这个是当前的类型表示，4 表示为一个组件
type：是一个对象，它的值包含了一个 render 函数，这个就是 component 的 真实渲染 内容
__v_isVNode：VNode 标记

vnode1：与 ELEMENT + TEXT_CHILDREN 相同


{
  __v_isVNode: true,
  type: "div",
  children: "这是一个 component",
  shapeFlag: 9
}

总结： 那么由此可知，对于组件而言，它的一个渲染，与之前不同的地方主要有两个：

shapeFlag === 4
type：是一个 对象（组件实例），并且包含 render 函数仅此而已，那么依据这样的概念，我们可以通过如下代码，完成同样的渲染：

js
const component = {
  render() {
    return {
      __v_isVNode: true,
      type: 'div',
      children: '这是一个 component',
      shapeFlag: 9
    }
  }
}

render(
  {
    __v_isVNode: true,
    type: component,
    shapeFlag: 4
  },
  document.querySelector('#app')
)

3.2 代码实现

在我们的代码中，处理 shapeFlag 的地方有两个：

createVNode：第一次处理，表示 node 类型（比如：Element）
createBaseVNode：第二次处理，表示 子节点类型（比如：Text Children）因为我们这里不涉及到子节点，所以我们只需要在 createVNode 中处理即可：

ts
  // 通过 bit 位处理 shapeFlag 类型
  const shapeFlag = isString(type)
    ? ShapeFlags.ELEMENT
    : isObject(type)
    ? ShapeFlags.STATEFUL_COMPONENT
    : 0

此时创建测试实例 packages/vue/examples/runtime/h-component.html：

html
<script>
  const { h, render } = Vue

  const component = {
    render() {
      const vnode1 = h('div', '这是一个 component')
      console.log(vnode1)
      return vnode1
    }
  }
  const vnode2 = h(component)
  console.log(vnode2)
</script>

可以得到相同的打印结果：

4. 构建 h 函数，处理 Text / Comment/ Fragment

当组件处理完成之后，最后我们来看下 Text 、 Comment、Fragment 这三个场景下的 VNode。

html
  <script>
    const { h, render, Text, Comment, Fragment } = Vue
    const vnodeText = h(Text, '这是一个 Text')
    console.log(vnodeText)
    // 可以通过 render 进行渲染
    render(vnodeText, document.querySelector('#app1'))

    const vnodeComment = h(Comment, '这是一个 Comment')
    console.log(vnodeComment)
    render(vnodeComment, document.querySelector('#app2'))

    const vnodeFragment = h(Fragment, '这是一个 Fragment')
    console.log(vnodeFragment)
    render(vnodeFragment, document.querySelector('#app3'))
  </script>

查看打印：

可以看到 Text、Comment、Fragment 三个的 type 分别为 Symbol(Text)、Symbol(Comment)、Symbol(Fragment)，还是比较简单的。

实现：

直接在 packages/runtime-core/src/vnode.ts 中创建三个 Symbol：

ts
export const Fragment = Symbol('Fragment')
export const Text = Symbol('Text')
export const Comment = Symbol('Comment')

然后导出即可。

创建测试实例 packages/vue/examples/runtime/h-other.html：

html
<script>
  const { h, Text, Comment, Fragment } = Vue
  const vnodeText = h(Text, '这是一个 Text')
  console.log(vnodeText)

  const vnodeComment = h(Comment, '这是一个 Comment')
  console.log(vnodeComment)

  const vnodeFragment = h(Fragment, '这是一个 Fragment')
  console.log(vnodeFragment)
</script>

测试打印即可。

5. 构建 h 函数，完成虚拟节点下 class 和 style 的增强

我们在第一节中有讲过， vue 在 _createVNode 的方法中对 class 和 style 做了专门的增强，使其可以支持 Object 和 Array 。

比如说：

html
<script>
  const { h, render } = Vue

  const vnode = h(
    'div',
    {
      class: {
        red: true
      }
    },
    '增强的 class'
  )

  render(vnode, document.querySelector('#app'))
</script>

这样，我们可以得到一个 class: red 的 div。

这样的 h 函数，最终得到的 vnode 如下：


{
  __v_isVNode: true,
  type: "div",
  shapeFlag: 9,
  props: {class: 'red'},
  children: "增强的 class"
}

由以上的 VNode 可以发现，最终得出的 VNode 与


  const vnode = h('div', {
    class: 'red'
  }, 'hello render')

是完全相同的。

那么 vue 是如何来处理这种增强的呢？

我们一起从源码中一探究竟（style 的增强处理与 class 非常相似，所以我们只看 class 即可）

5.1 源码阅读

我们直接来到在第一节阅读源码有讲过的对 prop 进行处理的地方，也就是 packages/runtime-core/src/vnode.ts 文件中 _createVNode 方法内：

执行 props.class = normalizeClass(klass)，这里的 normalizeClass 方法就是处理 class 增强的关键，进入 normalizeClass：

总结：

对于 class 的增强其实还是比较简单的，只是额外对 class 和 style 进行了单独的处理。
整体的处理方式也比较简单：
1. 针对数组：进行迭代循环
2. 针对对象：根据 value 拼接 name

5.2 代码实现

创建 packages/shared/src/normalizeProp.ts ：

ts
import { isArray, isObject, isString } from '.'

/**
 * 规范化 class 类，处理 class 的增强
 */
export function normalizeClass(value: unknown): string {
  let res = ''
  // 判断是否为 string，如果是 string 就不需要专门处理
  if (isString(value)) {
    res = value
  }
  // 额外的数组增强。官方案例：https://cn.vuejs.org/guide/essentials/class-and-style.html#binding-to-arrays
  else if (isArray(value)) {
    // 循环得到数组中的每个元素，通过 normalizeClass 方法进行迭代处理
    for (let i = 0; i < value.length; i++) {
      const normalized = normalizeClass(value[i])
      if (normalized) {
        res += normalized + ' '
      }
    }
  }
  // 额外的对象增强。官方案例：https://cn.vuejs.org/guide/essentials/class-and-style.html#binding-html-classes
  else if (isObject(value)) {
    // for in 获取到所有的 key，这里的 key（name） 即为 类名。value 为 boolean 值
    for (const name in value as object) {
      // 把 value 当做 boolean 来看，拼接 name
      if ((value as object)[name]) {
        res += name + ' '
      }
    }
  }
  // 去左右空格
  return res.trim()
}

在 packages/runtime-core/src/vnode.ts 的 createVNode 增加判定：

ts
if (props) {
  // 处理 class
  let { class: klass, style } = props
  if (klass && !isString(klass)) {
    props.class = normalizeClass(klass)
  }
}

至此代码完成。

可以创建 packages/vue/examples/runtime/h-element-class.html 测试用例：

html
<script>
  const { h, render } = Vue

  const vnode = h(
    'div',
    {
      class: {
        red: true
      }
    },
    '增强的 class'
  )

  render(vnode, document.querySelector('#app'))
</script>

打印可以获取到正确的 vnode。

6. 总结

在本章中，完成了对：

Element
Component
Text
Comment
Fragment

5 个标签类型的处理。

同时处理了：

Text Children
Array chiLdren

两个子节点类型。

在这里渲染中，我们可以发现，整个 Vnode 生成，核心的就是几个属性：

type
children
shapeFlag
__v_isVNode

另外，还完成了 class 的增强逻辑，对于 class 的增强其实是一个额外的 class 和 array 的处理，把复杂数据类型进行解析即可。

对于 style 的增强逻辑本质上和 class 的逻辑是一样的所以没有去实现。它的源码是在 packages/shared/src/normalizeProp.ts 中的 normalizeStyle 方法，本身的逻辑也非常简单。

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