这篇文章主要介绍了深入了解Vue3模板编译原理，文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
Vue 的编译模块包含 4 个目录：
compiler-core compiler-dom // 浏览器 compiler-sfc // 单文件组件 compiler-ssr // 服务端渲染
其中 compiler-core 模块是 Vue 编译的核心模块，并且是平台无关的。而剩下的三个都是在 compiler-core 的基础上针对不同的平台作了适配处理。
Vue 的编译分为三个阶段，分别是：parse、transform、codegen。
其中 parse 阶段将模板字符串转化为语法抽象树 AST。transform 阶段则是对 AST 进行了一些转换处理。codegen 阶段根据 AST 生成对应的 render 函数字符串。
Parse
Vue 在解析模板字符串时，可分为两种情况：以 < 开头的字符串和不以 < 开头的字符串。
不以 < 开头的字符串有两种情况：它是文本节点或 {{ exp }} 插值表达式。
而以 < 开头的字符串又分为以下几种情况：
用伪代码表示，大概过程如下：
e (s.length) { if (startsWith(s, '{{')) { // 如果以 '{{' 开头 node = parseInterpolation(context, mode) } else if (s[0] === '<') { // 以 <标签开头 if (s[1] === '!') { if (startsWith(s, 'AST 节点
所有的 AST 节点定义都在 compiler-core/ast.ts 文件中，下面是一个元素节点的定义：
rt interface BaseElementNode extends Node { type: NodeTypes.ELEMENT // 类型 ns: Namespace // 命名空间 默认为 HTML，即 0 tag: string // 标签名 tagType: ElementTypes // 元素类型 isSelfClosing: boolean // 是否是自闭合标签 例如
props: Array // props 属性，包含 HTML 属性和指令 children: TemplateChildNode[] // 字节点 }一些简单的要点已经讲完了，下面我们再从一个比较复杂的例子来详细讲解一下 parse 的处理过程。
{{ test }}
一个文本节点
good job!
上面的模板字符串假设为 s，第一个字符 s[0] 是 < 开头，那说明它只能是刚才所说的四种情况之一。 这时需要再看一下 s[1] 的字符是什么：
- 如果是
! ，则调用字符串原生方法 startsWith() 看看是以 '{{ test }}
一个文本节点 good job!
注释文本和普通文本节点解析规则都很简单，直接截断，生成节点。注释文本调用 parseComment() 函数处理，文本节点调用 parseText() 处理。
双花插值的字符串处理逻辑稍微复杂点，例如示例中的 {{ test }} ：
- 先将双花括号中的内容提取出来，即
test ，再对它执行 trim() ，去除空格。 - 然后会生成两个节点，一个节点是
INTERPOLATION ，type 为 5，表示它是双花插值。 - 第二个节点是它的内容，即
test ，它会生成一个 SIMPLE_EXPRESSION 节点，type 为 4。
turn { type: NodeTypes.INTERPOLATION, // 双花插值类型 content: { type: NodeTypes.SIMPLE_EXPRESSION, isStatic: false, // 非静态节点 isConstant: false, content, loc: getSelection(context, innerStart, innerEnd) }, loc: getSelection(context, start) }剩下的字符串解析逻辑和上文的差不多，就不解释了，最后这个示例解析出来的 AST 如下所示：
从 AST 上，我们还能看到某些节点上有一些别的属性：
- ns，命名空间，一般为 HTML，值为 0。
- loc，它是一个位置信息，表明这个节点在源 HTML 字符串中的位置，包含行，列，偏移量等信息。
- {{ test }} 解析出来的节点会有一个 isStatic 属性，值为 false，表示这是一个动态节点。如果是静态节点，则只会生成一次，并且在后面的阶段一直复用同一个，不用进行 diff 比较
另外还有一个 tagType 属性，它有 4 个值：
t const enum ElementTypes { ELEMENT, // 0 元素节点 COMPONENT, // 1 组件 SLOT, // 2 插槽 TEMPLATE // 3 模板 }主要用于区分上述四种类型节点。
Transform
在 transform 阶段，Vue 会对 AST 进行一些转换操作，主要是根据不同的 AST 节点添加不同的选项参数，这些参数在 codegen 阶段会用到。下面列举一些比较重要的选项：
cacheHandlers
如果 cacheHandlers 的值为 true，则表示开启事件函数缓存。例如 @click="foo" 默认编译为 { onClick: foo } ，如果开启了这个选项，则编译为
{ onClick: _cache[0] || (_cache[0] = e => _ctx.foo(e)) }
hoistStatic
hoistStatic 是一个标识符，表示要不要开启静态节点提升。如果值为 true，静态节点将被提升到 render() 函数外面生成，并被命名为 _hoisted_x 变量。
例如 一个文本节点 生成的代码为 const _hoisted_2 = /*#__PURE__*/_createTextVNode(" 一个文本节点 ") 。
下面两张图，前者是 hoistStatic = false ，后面是 hoistStatic = true 。大家可以在 网站 上自己试一下。
prefixIdentifiers
这个参数的作用是用于代码生成。例如 {{ foo }} 在 module 模式下生成的代码为 _ctx.foo ，而在 function 模式下是 with (this) { ... } 。因为在 module 模式下，默认为严格模式，不能使用 with 语句。
PatchFlags
transform 在对 AST 节点进行转换时，会打上 patchflag 参数，这个参数主要用于 diff 比较过程。当 DOM 节点有这个标志并且大于 0，就代表要更新，没有就跳过。
我们来看一下 patchflag 的取值范围：
enum PatchFlags { // 动态文本节点 TEXT = 1, // 动态 class CLASS = 1 << 1, // 2 // 动态 style STYLE = 1 << 2, // 4 // 动态属性，但不包含类名和样式 // 如果是组件，则可以包含类名和样式 PROPS = 1 << 3, // 8 // 具有动态 key 属性，当 key 改变时，需要进行完整的 diff 比较。 FULL_PROPS = 1 << 4, // 16 // 带有监听事件的节点 HYDRATE_EVENTS = 1 << 5, // 32 // 一个不会改变子节点顺序的 fragment STABLE_FRAGMENT = 1 << 6, // 64 // 带有 key 属性的 fragment 或部分子字节有 key KEYED_FRAGMENT = 1 << 7, // 128 // 子节点没有 key 的 fragment UNKEYED_FRAGMENT = 1 << 8, // 256 // 一个节点只会进行非 props 比较 NEED_PATCH = 1 << 9, // 512 // 动态 slot DYNAMIC_SLOTS = 1 << 10, // 1024 // 静态节点 HOISTED = -1, // 指示在 diff 过程应该要退出优化模式 BAIL = -2 }从上述代码可以看出 patchflag 使用一个 11 位的位图来表示不同的值，每个值都有不同的含义。Vue 在 diff 过程会根据不同的 patchflag 使用不同的 patch 方法。
下图是经过 transform 后的 AST：
可以看到 codegenNode、helpers 和 hoists 已经被填充上了相应的值。codegenNode 是生成代码要用到的数据，hoists 存储的是静态节点，helpers 存储的是创建 VNode 的函数名称（其实是 Symbol）。
在正式开始 transform 前，需要创建一个 transformContext，即 transform 上下文。和这三个属性有关的数据和方法如下：
helpers: new Set(), hoists: [], // methods helper(name) { context.helpers.add(name) return name }, helperString(name) { return `_${helperNameMap[context.helper(name)]}` }, hoist(exp) { context.hoists.push(exp) const identifier = createSimpleExpression( `_hoisted_${context.hoists.length}`, false, exp.loc, true ) identifier.hoisted = exp return identifier },我们来看一下具体的 transform 过程是怎样的，用 {{ test }}
这个节点对应的是 transformElement() 转换函数，由于 p 没有绑定动态属性，没有绑定指令，所以重点不在它，而是在 {{ test }} 上。 {{ test }} 是一个双花插值表达式，所以将它的 patchFlag 设为 1（动态文本节点），对应的执行代码是 patchFlag |= 1 。然后再执行 createVNodeCall() 函数，它的返回值就是这个节点的 codegenNode 值。
node.codegenNode = createVNodeCall( context, vnodeTag, vnodeProps, vnodeChildren, vnodePatchFlag, vnodeDynamicProps, vnodeDirectives, !!shouldUseBlock, false /* disableTracking */, node.loc )
createVNodeCall() 根据这个节点添加了一个 createVNode Symbol 符号，它放在 helpers 里。其实就是要在代码生成阶段引入的帮助函数。
// createVNodeCall() 内部执行过程，已删除多余的代码 context.helper(CREATE_VNODE) return { type: NodeTypes.VNODE_CALL, tag, props, children, patchFlag, dynamicProps, directives, isBlock, disableTracking, loc }
hoists
一个节点是否添加到 hoists 中，主要看它是不是静态节点，并且需要将 hoistStatic 设为 true。
// 属性静态节点
{{ test }}
一个文本节点 // 静态节点
good job!
// 静态节点
可以看到，上面有三个静态节点，所以 hoists 数组有 3 个值。并且无论静态节点嵌套有多深，都会被提升到 hoists 中。
type 变化
从上图可以看到，最外层的 div 的 type 原来为 1，经过 transform 生成的 codegenNode 中的 type 变成了 13。 这个 13 是代码生成对应的类型 VNODE_CALL 。另外还有:
// codegen VNODE_CALL, // 13 JS_CALL_EXPRESSION, // 14 JS_OBJECT_EXPRESSION, // 15 JS_PROPERTY, // 16 JS_ARRAY_EXPRESSION, // 17 JS_FUNCTION_EXPRESSION, // 18 JS_CONDITIONAL_EXPRESSION, // 19 JS_CACHE_EXPRESSION, // 20
刚才提到的例子 {{ test }} ，它的 codegenNode 就是通过调用 createVNodeCall() 生成的：
{ type: NodeTypes.VNODE_CALL, tag, props, children, patchFlag, dynamicProps, directives, isBlock, disableTracking, loc }可以从上述代码看到，type 被设置为 NodeTypes.VNODE_CALL，即 13。
每个不同的节点都由不同的 transform 函数来处理，由于篇幅有限，具体代码请自行查阅。
Codegen
代码生成阶段最后生成了一个字符串，我们把字符串的双引号去掉，看一下具体的内容是什么：
nst _Vue = Vue const { createVNode: _createVNode, createCommentVNode: _createCommentVNode, createTextVNode: _createTextVNode } = _Vue const _hoisted_1 = { name: "test" } const _hoisted_2 = /*#__PURE__*/_createTextVNode(" 一个文本节点 ") const _hoisted_3 = /*#__PURE__*/_createVNode("div", null, "good job!", -1 /* HOISTED */) return function render(_ctx, _cache) { with (_ctx) { const { createCommentVNode: _createCommentVNode, toDisplayString: _toDisplayString, createVNode: _createVNode, createTextVNode: _createTextVNode, openBlock: _openBlock, createBlock: _createBlock } = _Vue return (_openBlock(), _createBlock("div", _hoisted_1, [ _createCommentVNode(" 这是注释 "), _createVNode("p", null, _toDisplayString(test), 1 /* TEXT */), _hoisted_2, _hoisted_3 ])) } }
代码生成模式
可以看到上述代码最后返回一个 render() 函数，作用是生成对应的 VNode。
其实代码生成有两种模式：module 和 function，由标识符 prefixIdentifiers 决定使用哪种模式。
function 模式的特点是：使用 const { helpers... } = Vue 的方式来引入帮助函数，也就是是 createVode()createCommentVNode() 这些函数。向外导出使用 return 返回整个 render() 函数。
module 模式的特点是：使用 es6 模块来导入导出函数，也就是使用 import 和 export。
静态节点
另外还有三个变量是用 _hoisted_ 命名的，后面跟着数字，代表这是第几个静态变量。 再看一下 parse 阶段的 HTML 模板字符串：
{{ test }}
一个文本节点
good job!
这个示例只有一个动态节点，即 {{ test }} ，剩下的全是静态节点。从生成的代码中也可以看出，生成的节点和模板中的代码是一一对应的。静态节点的作用就是只生成一次，以后直接复用。
细心的网友可能发现了 _hoisted_2 和 _hoisted_3 变量中都有一个 /*#__PURE__*/ 注释。
这个注释的作用是表示这个函数是纯函数，没有副作用，主要用于 tree-shaking。压缩工具在打包时会将未被使用的代码直接删除（shaking 摇掉）。
再来看一下生成动态节点 {{ test }} 的代码： _createVNode("p", null, _toDisplayString(test), 1 /* TEXT */) 。
其中 _toDisplayString(test) 的内部实现是：
n val == null ? '' : isObject(val) ? JSON.stringify(val, replacer, 2) : String(val)
代码很简单，就是转成字符串输出。
而 _createVNode("p", null, _toDisplayString(test), 1 /* TEXT */) 最后一个参数 1 就是 transform 添加的 patchflag 了。
帮助函数 helpers
在 transform、codegen 这两个阶段，我们都能看到 helpers 的影子，到底 helpers 是干什么用的？
// Name mapping for runtime helpers that need to be imported from 'vue' in // generated code. Make sure these are correctly exported in the runtime! // Using `any` here because TS doesn't allow symbols as index type. export const helperNameMap: any = { [FRAGMENT]: `Fragment`, [TELEPORT]: `Teleport`, [SUSPENSE]: `Suspense`, [KEEP_ALIVE]: `KeepAlive`, [BASE_TRANSITION]: `BaseTransition`, [OPEN_BLOCK]: `openBlock`, [CREATE_BLOCK]: `createBlock`, [CREATE_VNODE]: `createVNode`, [CREATE_COMMENT]: `createCommentVNode`, [CREATE_TEXT]: `createTextVNode`, [CREATE_STATIC]: `createStaticVNode`, [RESOLVE_COMPONENT]: `resolveComponent`, [RESOLVE_DYNAMIC_COMPONENT]: `resolveDynamicComponent`, [RESOLVE_DIRECTIVE]: `resolveDirective`, [WITH_DIRECTIVES]: `withDirectives`, [RENDER_LIST]: `renderList`, [RENDER_SLOT]: `renderSlot`, [CREATE_SLOTS]: `createSlots`, [TO_DISPLAY_STRING]: `toDisplayString`, [MERGE_PROPS]: `mergeProps`, [TO_HANDLERS]: `toHandlers`, [CAMELIZE]: `camelize`, [CAPITALIZE]: `capitalize`, [SET_BLOCK_TRACKING]: `setBlockTracking`, [PUSH_SCOPE_ID]: `pushScopeId`, [POP_SCOPE_ID]: `popScopeId`, [WITH_SCOPE_ID]: `withScopeId`, [WITH_CTX]: `withCtx` } export function registerRuntimeHelpers(helpers: any) { Object.getOwnPropertySymbols(helpers).forEach(s => { helperNameMap[s] = helpers[s] }) }其实帮助函数就是在代码生成时从 Vue 引入的一些函数，以便让程序正常执行，从上面生成的代码中就可以看出来。而 helperNameMap 是默认的映射表名称，这些名称就是要从 Vue 引入的函数名称。
另外，我们还能看到一个注册函数 registerRuntimeHelpers(helpers: any() ，它是干什么用的呢？
我们知道编译模块 compiler-core 是平台无关的，而 compiler-dom 是浏览器相关的编译模块。为了能在浏览器正常运行 Vue 程序，就得把浏览器相关的 Vue 数据和函数导入进来。 registerRuntimeHelpers(helpers: any() 正是用来做这件事的，从 compiler-dom 的 runtimeHelpers.ts 文件就能看出来：
registerRuntimeHelpers({ [V_MODEL_RADIO]: `vModelRadio`, [V_MODEL_CHECKBOX]: `vModelCheckbox`, [V_MODEL_TEXT]: `vModelText`, [V_MODEL_SELECT]: `vModelSelect`, [V_MODEL_DYNAMIC]: `vModelDynamic`, [V_ON_WITH_MODIFIERS]: `withModifiers`, [V_ON_WITH_KEYS]: `withKeys`, [V_SHOW]: `vShow`, [TRANSITION]: `Transition`, [TRANSITION_GROUP]: `TransitionGroup` })它运行 registerRuntimeHelpers(helpers: any() ，往映射表注入了浏览器相关的部分函数。
helpers 是怎么使用的呢?
在 parse 阶段，解析到不同节点时会生成对应的 type。
在 transform 阶段，会生成一个 helpers，它是一个 set 数据结构。每当它转换 AST 时，都会根据 AST 节点的 type 添加不同的 helper 函数。
例如，假设它现在正在转换的是一个注释节点，它会执行 context.helper(CREATE_COMMENT) ，内部实现相当于 helpers.add('createCommentVNode') 。然后在 codegen 阶段，遍历 helpers，将程序需要的函数从 Vue 里导入，代码实现如下：
// 这是 module 模式 `import { ${ast.helpers .map(s => `${helperNameMap[s]} as _${helperNameMap[s]}`) .join(', ')} } from ${JSON.stringify(runtimeModuleName)}\n`
如何生成代码？
从 codegen.ts 文件中，可以看到很多代码生成函数：
generate() // 代码生成入口文件 genFunctionExpression() // 生成函数表达式 genNode() // 生成 Vnode 节点 ...
生成代码则是根据不同的 AST 节点调用不同的代码生成函数，最终将代码字符串拼在一起，输出一个完整的代码字符串。
老规矩，还是看一个例子：
t _hoisted_1 = { name: "test" } const _hoisted_2 = /*#__PURE__*/_createTextVNode(" 一个文本节点 ") const _hoisted_3 = /*#__PURE__*/_createVNode("div", null, "good job!", -1 /* HOISTED */)看一下这段代码是怎么生成的，首先执行 genHoists(ast.hoists, context) ，将 transform 生成的静态节点数组 hoists 作为第一个参数。 genHoists() 内部实现：
hoists.forEach((exp, i) => { if (exp) { push(`const _hoisted_${i + 1} = `); genNode(exp, context); newline(); } })从上述代码可以看到，遍历 hoists 数组，调用 genNode(exp, context) 。 genNode() 根据不同的 type 执行不同的函数。
st _hoisted_1 = { name: "test" }这一行代码中的 const _hoisted_1 = 由 genHoists() 生成， { name: "test" } 由 genObjectExpression() 生成。 同理，剩下的两行代码生成过程也是如此，只是最终调用的函数不同。
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