㈠ vue3中的编译器原理和优化策略
学习目标编译器原理
vue3编译过程剖析
vue3编译优化策略
在初始化之前可能有编译的过程，最终的产物是个渲染函数，我们知道渲染函数返回的值是一个虚拟DOM(vnode),那么这个虚拟DOM在我们后续的更新过程中到底有什么作用呢？我们今天就来探讨一下。
编译器原理1.概念广义上的编译原理：编译器是将源代码转化成机器码的软件；所以编译的过程则是将源代码转化成机器码的过程，也就是cpu可执行的二进制代码。例如使用高级语言java编写的程序需要编译成我们看不懂但计算机能看懂的的字节码。
如果了解过编译器的工作流程的同学应该知道，一个完整的编译器的工作流程会是这样：
首先，parse解析原始代码字符串，生成抽象语法树AST。
其次，transform转化抽象语法树，让它变成更贴近目标“DSL”的结构。
最后，codegen根据转化后的抽象语法树生成目标“DSL”的可执行代码。
2.vue中的编译在vue里也有编译的过程，我们经常写的那个HTML模版，在真正工作的时候，并不是那个HTML模版，它实际上是一个渲染函数，在这个过程中就发生了转换，也就是编译，也就是那个字符串的模版最终会变成一个JS函数，叫render函数。所以在这个过程中我们就需要引入编译器的概念。在计算机中当一种东西从一种形态到另一种形态进行转换的时候，就需要编译。编译器：用来将模板字符串编译成为JavaScript渲染函数的代码
那么vue中的编译发生在什么时候呢？
这个时候我们就需要进一步了解vue包的不同版本的不同功能了。vue有携带编译器和不携带编译的包（对不同构建版本的解释）。
3.运行时编译在使用携带编译器(compiler)的vue包的时候，vue编译的时刻是发生在挂载($mount)的时候。
4.运行时不编译如果使用未携带编译器的vue包的时候，vue在运行时是不会进行编译的。那么它的编译又发生在什么时候呢？使用未携带编译器的vue包的时候，需要进行预编译，也就是基于构建工具使用，就是我们平时使用的vue-cli进行构建的项目，就是使用webpack调用vue-loader进行预编译，将所有vue文件，就是SFC，将里面的template模版部分转换成render函数。这样做的好处就是vue的包体积变小了，执行的时候速度更快了，因为不需要进行编译了。
vue编译器原理简单来说就是：先将template模版转换成ast抽象语法树，ast再转换成渲染函数render。
那么什么是是ast抽象语法树呢？
1.ast抽象语法树在template模版和render函数之间有一个中间产物叫做ast抽象语法树。它就是个js对象，它能够描述当前模版的结构信息，跟vnode很类似。注意，ast只是程序运行过程中编译产生的，它跟我们最终程序的运行是没有任何关系的。也就是当这个渲染函数生成之后，ast的生命周期就结束了，不再需要了，而那个虚拟DOM则伴随整个程序的生命周期。这个就是ast和虚拟DOM的本质区别。
2.为什么需要ast呢在ast转换成render函数的过程中，需要进行特别的操作。第一次，将template转成的ast是个非常粗糙的js对象，是一次非常粗糙的转换，类似正则表达式的匹配，然后我们的template模版中还有很多表达式，指令，事件需要重新解析，经过这些具体的深加工的解析(transform)之后会得到一个终极ast，然后这个对这个终极ast进行generate，生成render函数
template=>ast=>transform=>ast=>render3.mini版vue编译器下面我们来看一个mini版的vue编译器，具体代码已省略，具体代码我已经放在Github上了：mini-vue-compiler
functiontokenizer(input){...}functionparse(template){consttokens=tokenizer(template)...}functiontransform(ast){...}functiontraverse(ast,context){...}functiongenerate(ast){...}functioncompile(template){//1.解析constast=parse(template)console.log(JSON.stringify(ast,null,2))//2.转换transform(ast)//3.生成constcode=generate(ast)console.log(code)//returnfunctionrender(ctx){//returnh("h3",{},//ctx.title//)}returnnewFunction(code)()}lettmpl=`<h3>{{title}}</h3>`compile(tmpl)大概有以上操作，其中parse函数就是发生在把template转换成ast的这过程，具体是通过一些正则表达式的匹配template中的字符串。比如将
xxx转成ast对象，那么就是通过正则表达式匹配如果是
那么就设置一个开始标记，再往后面匹配到xxx内容，然后就设置一个子元素，最后匹配到那么就设置一个结束标记，以此类推。parse解析之后得到的是一个粗糙的ast对象。经过parse解析得到一个粗糙的ast对象之后，就用transform进行深加工，最后要经过generate生成代码。
Vue3编译过程剖析挂载的时候先把template编译成render函数，在创建实例之后，直接调用组件实例的render函数创建这个组件的真实DOM，然后继续向下做递归。
1.vue2.x和vue3.x的编译对比Vue2.x中的Compile过程会是这样：
parse词法分析，编译模板生成原始粗糙的AST。
optimize优化原始AST，标记ASTElement为静态根节点或静态节点。
generate根据优化后的AST，生成可执行代码，例如_c、_l之类的。
在Vue3中，整体的Compile过程仍然是三个阶段，但是不同于Vue2.x的是，第二个阶段换成了正常编译器都会存在的阶段transform。
parse词法分析，编译模板生成原始粗糙的AST。
transform遍历AST,对每一个ASTelement进行转化，例如文本元素、指令元素、动态元素等等的转化
generate根据优化后的AST，生成可执行代码函数。
2.源码编译入口我们先从一个入口来开始我们的源码阅读，packages/vue/index.ts。
//web平台特有编译函数functioncompileToFunction(template:string|HTMLElement,options?:CompilerOptions):RenderFunction{//省略...if(template[0]==='#'){//获取模版内容constel=document.querySelector(template)//省略...template=el?el.innerHTML:''}//编译const{code}=compile(template,extend({//省略...},options))constrender=(__GLOBAL__?newFunction(code)():newFunction('Vue',code)(runtimeDom))asRenderFunction//省略...return(compileCache[key]=render)}//注册编译函数registerRuntimeCompiler(compileToFunction)export{compileToFunctionascompile}这个入口文件的代码比较简单，只有一个compileToFunction函数，但函数体内的内容却又比较关键，主要是经历以下步骤：
依赖注入编译函数至(compileToFunction)
runtime调用编译函数compileToFunction
调用compile函数
返回包含code的编译结果
将code作为参数传入Function的构造函数将生成的函数赋值给render变量
将render函数作为编译结果返回
3.template获取app.mount()获取了templatepackages/runtime-dom/src/index.ts
compile将传?template编译为render函数，packages/runtime-core/src/component.ts
实际执?的是baseCompile，packages/compiler-core/src/compile.ts
第?步解析-parse：解析字符串template为抽象语法树ast
第?步转换-transform：解析属性、样式、指令等
第三步?成-generate：将ast转换为渲染函数
Vue3编译器优化策略这是一个非常典型的用内存换时间的操作
1.静态节点提升<div><div>{{msg}}</div><p>coboy</p><p>coboy</p><p>coboy</p></div>以上这个段template如果没有开启静态节点提升它编译后是这样的：
import{toDisplayStringas_toDisplayString,createVNodeas_createVNode,openBlockas_openBlock,createBlockas_createBlock}from"vue"exportfunctionrender(_ctx,_cache,$props,$setup,$data,$options){return(_openBlock(),_createBlock("div",null,[_createVNode("div",null,_toDisplayString(_ctx.msg),1/*TEXT*/),_createVNode("p",null,"coboy"),_createVNode("p",null,"coboy"),_createVNode("p",null,"coboy")]))}如果开启了静态节点提升之后它编译后则是这样的：
import{toDisplayStringas_toDisplayString,createVNodeas_createVNode,openBlockas_openBlock,createBlockas_createBlock}from"vue"const_hoisted_1=/*#__PURE__*/_createVNode("p",null,"coboy",-1/*HOISTED*/)const_hoisted_2=/*#__PURE__*/_createVNode("p",null,"coboy",-1/*HOISTED*/)const_hoisted_3=/*#__PURE__*/_createVNode("p",null,"coboy",-1/*HOISTED*/)exportfunctionrender(_ctx,_cache,$props,$setup,$data,$options){return(_openBlock(),_createBlock("div",null,[_createVNode("div",null,_toDisplayString(_ctx.msg),1/*TEXT*/),_hoisted_1,_hoisted_2,_hoisted_3]))}我们可以看到template里存在大量的不会变的p标签，所以当这个组件重新渲染的时候，这些静态的不会变的标签就不应该再次创建了。所以vue3就把这些静态的不会变的标签的VNode放在了render函数作用域的外面，在下次render函数再次执行的时候，那些静态标签的VNode已经在内存里了，不需要重新创建了。相当于占用当前机器的内存，避免重复创建VNode，用内存来换时间。大家仔细斟酌一番静态提升的字眼，静态二字我们可以不看，但是提升二字，直抒本意地表达出它（静态节点）被提高了。
2.补丁标记和动态属性记录<div><div:title="title">coboy</div></div>意思就是在编译的过程中，像人眼一样对模版进行扫描看哪些东西是动态的，然后提前把这些动态的东西提前保存起来，作个标记和记录，等下次更新的时候，只更新这些保存起来的动态的记录。比如上面模版的title是动态的，提前做个标记和记录，更新的时候就只更新title部分的内容。
import{createVNodeas_createVNode,openBlockas_openBlock,createBlockas_createBlock}from"vue"exportfunctionrender(_ctx,_cache,$props,$setup,$data,$options){return(_openBlock(),_createBlock("div",null,[_createVNode("div",{title:_ctx.title},"coboy",8/*PROPS*/,["title"])]))}<div><div:title="title">{{text}}</div></div>import{toDisplayStringas_toDisplayString,createVNodeas_createVNode,openBlockas_openBlock,createBlockas_createBlock}from"vue"exportfunctionrender(_ctx,_cache,$props,$setup,$data,$options){return(_openBlock(),_createBlock("div",null,[_createVNode("div",{title:_ctx.title},_toDisplayString(_ctx.text),9/*TEXT,PROPS*/,["title"])]))}我们可以观察到在_createVNode函数的第四个参数是个9，后面是一个注释：/TEXT,PROPS/，这个是表示在当前的节点里面有两个东西是动态的，一个是内部的文本，一个是属性，然后具体是哪个属性，在第五个参数的数组里面则记录了下来["title"]，有个title的属性是动态的。
在将来进行patch更新的时候，就可以根据当前记录的信息，进行更新，缩减更新过程和操作，可以非常精确地只进行title和文本的更新。
如果div标签里是静态文本的话，_createVNode函数的第四个参数则变成了8，后面的注释变成了：/PROPS/，后面的第五个参数数据不变。
_createVNode函数的第四个参数的数字其实是一个二进制数字转成十进制的数字。
8的二进制是1000，9的二进制是1001，很容易可以看出二进制的每一位的数字都代表着特殊的含义。这些数字就是patchFlag，那么什么是patchFlag呢？
什么是patchFlagpatchFlag是complier时的transform阶段解析ASTElement打上的补丁标记。它会为runtime时的patchVNode提供依据，从而实现靶向更新VNode和静态提升的效果。
patchFlag被定义为一个数字枚举类型，它的每一个枚举值对应的标识意义是：
TEXT=1动态文本的元素
CLASS=2动态绑定class的元素
STYLE=4动态绑定style的元素
PROPS=8动态props的元素，且不含有class、style绑定
FULL_PROPS=16动态props和带有key值绑定的元素
HYDRATE_EVENTS=32事件监听的元素
STABLE_FRAGMENT=64子元素的订阅不会改变的Fragment元素
KEYED_FRAGMENT=128自己或子元素带有key值绑定的Fragment元素
UNKEYED_FRAGMENT=256没有key值绑定的Fragment元素
NEED_PATCH=512带有ref、指令的元素
DYNAMIC_SLOTS=1024动态slot的组件元素
HOISTED=-1静态的元素
BAIL=-2不是render函数生成的一些元素，例如renderSlot
整体上patchFlag的分为两大类：
当patchFlag的值大于0时，代表所对应的元素在patchVNode时或render时是可以被优化生成或更新的
当patchFlag的值小于0时，代表所对应的元素在patchVNode时，是需要被fulldiff，即进行递归遍历VNodetree的比较更新过程。
以上就是vue3的一个非常高效的优化策略叫补丁标记和动态属性记录。
3.缓存事件处理程序functiontokenizer(input){...}functionparse(template){consttokens=tokenizer(template)...}functiontransform(ast){...}functiontraverse(ast,context){...}functiongenerate(ast){...}functioncompile(template){//1.解析constast=parse(template)console.log(JSON.stringify(ast,null,2))//2.转换transform(ast)//3.生成constcode=generate(ast)console.log(code)//returnfunctionrender(ctx){//returnh("h3",{},//ctx.title//)}returnnewFunction(code)()}lettmpl=`<h3>{{title}}</h3>`compile(tmpl)0将来框架会像react那样把@click="onClick"变成@click="()=>onClick()"，最后可能是这样的一个箭头函数。那就意味着每次onClick的函数都是一个全新的函数，那就会造成这个回调函数明明没有变，都会被认为变了，那就必须进行一系列的更新，那么如果能把这个回调函数缓存起来，更新的时候，就不要再创建了。
未进行缓存事件处理程序之前的编译
functiontokenizer(input){...}functionparse(template){consttokens=tokenizer(template)...}functiontransform(ast){...}functiontraverse(ast,context){...}functiongenerate(ast){...}functioncompile(template){//1.解析constast=parse(template)console.log(JSON.stringify(ast,null,2))//2.转换transform(ast)//3.生成constcode=generate(ast)console.log(code)//returnfunctionrender(ctx){//returnh("h3",{},//ctx.title//)}returnnewFunction(code)()}lettmpl=`<h3>{{title}}</h3>`compile(tmpl)1进行缓存事件处理程序之后的编译
functiontokenizer(input){...}functionparse(template){consttokens=tokenizer(template)...}functiontransform(ast){...}functiontraverse(ast,context){...}functiongenerate(ast){...}functioncompile(template){//1.解析constast=parse(template)console.log(JSON.stringify(ast,null,2))//2.转换transform(ast)//3.生成constcode=generate(ast)console.log(code)//returnfunctionrender(ctx){//returnh("h3",{},//ctx.title//)}returnnewFunction(code)()}lettmpl=`<h3>{{title}}</h3>`compile(tmpl)24.块block这是什么意思呢？根据尤雨溪本人的解析，他说，根据他的统计那个动态的部分最多只有三分之一，基本上都是静态部分，所以在编译的过程中，能不能发现那个比较小的动态部分，把它放到比较靠上