codegen

codegen

编译的最后一步就是把优化后的 AST 树转换成可执行的代码，这部分内容也比较多，我并不打算把所有的细节都讲了，了解整体流程即可。部分细节我们会在之后的章节配合一个具体 case 去详细讲。

为了方便理解，我们还是用之前的例子：

<ul :class="bindCls" class="list" v-if="isShow">
    <li v-for="(item,index) in data" @click="clickItem(index)">{{item}}:{{index}}</li>
</ul>

它经过编译，执行 const code = generate(ast, options)，生成的 render 代码串如下：

with(this){
  return (isShow) ?
    _c('ul', {
        staticClass: "list",
        class: bindCls
      },
      _l((data), function(item, index) {
        return _c('li', {
          on: {
            "click": function($event) {
              clickItem(index)
            }
          }
        },
        [_v(_s(item) + ":" + _s(index))])
      })
    ) : _e()
}

这里的 _c 函数定义在 src/core/instance/render.js 中。

vm._c = (a, b, c, d) => createElement(vm, a, b, c, d, false)

而 _l、_v 定义在 src/core/instance/render-helpers/index.js 中：

export function installRenderHelpers (target: any) {
  target._o = markOnce
  target._n = toNumber
  target._s = toString
  target._l = renderList
  target._t = renderSlot
  target._q = looseEqual
  target._i = looseIndexOf
  target._m = renderStatic
  target._f = resolveFilter
  target._k = checkKeyCodes
  target._b = bindObjectProps
  target._v = createTextVNode
  target._e = createEmptyVNode
  target._u = resolveScopedSlots
  target._g = bindObjectListeners
}

顾名思义，_c 就是执行 createElement 去创建 VNode，而 _l 对应 renderList 渲染列表；_v 对应 createTextVNode 创建文本 VNode；_e 对于 createEmptyVNode创建空的 VNode。

在 compileToFunctions 中，会把这个 render 代码串转换成函数，它的定义在 src/compler/to-function.js 中：

const compiled = compile(template, options)
res.render = createFunction(compiled.render, fnGenErrors)
function createFunction (code, errors) {
  try {
    return new Function(code)
  } catch (err) {
    errors.push({ err, code })
    return noop
  }
}

实际上就是把 render 代码串通过 new Function 的方式转换成可执行的函数，赋值给 vm.options.render，这样当组件通过 vm._render 的时候，就会执行这个 render 函数。那么接下来我们就重点关注一下这个 render 代码串的生成过程。

generate

const code = generate(ast, options)

generate 函数的定义在 src/compiler/codegen/index.js 中：

export function generate (
  ast: ASTElement | void,
  options: CompilerOptions
): CodegenResult {
  const state = new CodegenState(options)
  const code = ast ? genElement(ast, state) : '_c("div")'
  return {
    render: `with(this){return ${code}}`,
    staticRenderFns: state.staticRenderFns
  }
}

generate 函数首先通过 genElement(ast, state) 生成 code，再把 code 用 with(this){return ${code}}} 包裹起来。这里的 state 是 CodegenState 的一个实例，稍后我们在用到它的时候会介绍它。先来看一下 genElement：

export function genElement (el: ASTElement, state: CodegenState): string {
  if (el.staticRoot && !el.staticProcessed) {
    return genStatic(el, state)
  } else if (el.once && !el.onceProcessed) {
    return genOnce(el, state)
  } else if (el.for && !el.forProcessed) {
    return genFor(el, state)
  } else if (el.if && !el.ifProcessed) {
    return genIf(el, state)
  } else if (el.tag === 'template' && !el.slotTarget) {
    return genChildren(el, state) || 'void 0'
  } else if (el.tag === 'slot') {
    return genSlot(el, state)
  } else {
    // component or element
    let code
    if (el.component) {
      code = genComponent(el.component, el, state)
    } else {
      const data = el.plain ? undefined : genData(el, state)
      const children = el.inlineTemplate ? null : genChildren(el, state, true)
      code = `_c('${el.tag}'${
        data ? `,${data}` : '' // data
      }${
        children ? `,${children}` : '' // children
      })`
    }
    // module transforms
    for (let i = 0; i < state.transforms.length; i++) {
      code = state.transforms[i](el, code)
    }
    return code
  }
}

基本就是判断当前 AST 元素节点的属性执行不同的代码生成函数，在我们的例子中，我们先了解一下 genFor 和 genIf。

genIf

export function genIf (
  el: any,
  state: CodegenState,
  altGen?: Function,
  altEmpty?: string
): string {
  el.ifProcessed = true // avoid recursion
  return genIfConditions(el.ifConditions.slice(), state, altGen, altEmpty)
}
function genIfConditions (
  conditions: ASTIfConditions,
  state: CodegenState,
  altGen?: Function,
  altEmpty?: string
): string {
  if (!conditions.length) {
    return altEmpty || '_e()'
  }
  const condition = conditions.shift()
  if (condition.exp) {
    return `(${condition.exp})?${
      genTernaryExp(condition.block)
    }:${
      genIfConditions(conditions, state, altGen, altEmpty)
    }`
  } else {
    return `${genTernaryExp(condition.block)}`
  }
  // v-if with v-once should generate code like (a)?_m(0):_m(1)
  function genTernaryExp (el) {
    return altGen
      ? altGen(el, state)
      : el.once
        ? genOnce(el, state)
        : genElement(el, state)
  }
}

genIf 主要是通过执行 genIfConditions，它是依次从 conditions 获取第一个 condition，然后通过对 condition.exp 去生成一段三元运算符的代码，: 后是递归调用 genIfConditions，这样如果有多个 conditions，就生成多层三元运算逻辑。这里我们暂时不考虑 v-once 的情况，所以genTernaryExp 最终是调用了 genElement。

在我们的例子中，只有一个 condition，exp 为 isShow，因此生成如下伪代码：

return (isShow) ? genElement(el, state) : _e()

genFor

export function genFor (
  el: any,
  state: CodegenState,
  altGen?: Function,
  altHelper?: string
): string {
  const exp = el.for
  const alias = el.alias
  const iterator1 = el.iterator1 ? `,${el.iterator1}` : ''
  const iterator2 = el.iterator2 ? `,${el.iterator2}` : ''
  if (process.env.NODE_ENV !== 'production' &&
    state.maybeComponent(el) &&
    el.tag !== 'slot' &&
    el.tag !== 'template' &&
    !el.key
  ) {
    state.warn(
      `<${el.tag} v-for="${alias} in ${exp}">: component lists rendered with ` +
      `v-for should have explicit keys. ` +
      `See https://vuejs.org/guide/list.html#key for more info.`,
      true /* tip */
    )
  }
  el.forProcessed = true // avoid recursion
  return `${altHelper || '_l'}((${exp}),` +
    `function(${alias}${iterator1}${iterator2}){` +
      `return ${(altGen || genElement)(el, state)}` +
    '})'
}

genFor 的逻辑很简单，首先 AST 元素节点中获取了和 for 相关的一些属性，然后返回了一个代码字符串。

在我们的例子中，exp 是 data，alias 是 item，iterator1 ，因此生成如下伪代码：

_l((data), function(item, index) {
  return genElememt(el, state)
})

genData & genChildren

再次回顾我们的例子，它的最外层是 ul，首先执行 genIf，它最终调用了 genElement(el, state) 去生成子节点，注意，这里的 el 仍然指向的是 ul 对应的 AST 节点，但是此时的 el.ifProcessed 为 true，所以命中最后一个 else 逻辑：

// component or element
let code
if (el.component) {
  code = genComponent(el.component, el, state)
} else {
  const data = el.plain ? undefined : genData(el, state)
  const children = el.inlineTemplate ? null : genChildren(el, state, true)
  code = `_c('${el.tag}'${
    data ? `,${data}` : '' // data
  }${
    children ? `,${children}` : '' // children
  })`
}
// module transforms
for (let i = 0; i < state.transforms.length; i++) {
  code = state.transforms[i](el, code)
}
return code

这里我们只关注 2 个逻辑，genData 和 genChildren：

genData

export function genData (el: ASTElement, state: CodegenState): string {
  let data = '{'
  // directives first.
  // directives may mutate the el's other properties before they are generated.
  const dirs = genDirectives(el, state)
  if (dirs) data += dirs + ','
  // key
  if (el.key) {
    data += `key:${el.key},`
  }
  // ref
  if (el.ref) {
    data += `ref:${el.ref},`
  }
  if (el.refInFor) {
    data += `refInFor:true,`
  }
  // pre
  if (el.pre) {
    data += `pre:true,`
  }
  // record original tag name for components using "is" attribute
  if (el.component) {
    data += `tag:"${el.tag}",`
  }
  // module data generation functions
  for (let i = 0; i < state.dataGenFns.length; i++) {
    data += state.dataGenFns[i](el)
  }
  // attributes
  if (el.attrs) {
    data += `attrs:{${genProps(el.attrs)}},`
  }
  // DOM props
  if (el.props) {
    data += `domProps:{${genProps(el.props)}},`
  }
  // event handlers
  if (el.events) {
    data += `${genHandlers(el.events, false, state.warn)},`
  }
  if (el.nativeEvents) {
    data += `${genHandlers(el.nativeEvents, true, state.warn)},`
  }
  // slot target
  // only for non-scoped slots
  if (el.slotTarget && !el.slotScope) {
    data += `slot:${el.slotTarget},`
  }
  // scoped slots
  if (el.scopedSlots) {
    data += `${genScopedSlots(el.scopedSlots, state)},`
  }
  // component v-model
  if (el.model) {
    data += `model:{value:${
      el.model.value
    },callback:${
      el.model.callback
    },expression:${
      el.model.expression
    }},`
  }
  // inline-template
  if (el.inlineTemplate) {
    const inlineTemplate = genInlineTemplate(el, state)
    if (inlineTemplate) {
      data += `${inlineTemplate},`
    }
  }
  data = data.replace(/,$/, '') + '}'
  // v-bind data wrap
  if (el.wrapData) {
    data = el.wrapData(data)
  }
  // v-on data wrap
  if (el.wrapListeners) {
    data = el.wrapListeners(data)
  }
  return data
}

genData 函数就是根据 AST 元素节点的属性构造出一个 data 对象字符串，这个在后面创建 VNode 的时候的时候会作为参数传入。

之前我们提到了 CodegenState 的实例 state，这里有一段关于 state 的逻辑：

for (let i = 0; i < state.dataGenFns.length; i++) {
  data += state.dataGenFns[i](el)
}

state.dataGenFns 的初始化在它的构造器中。

export class CodegenState {
  constructor (options: CompilerOptions) {
    // ...
    this.dataGenFns = pluckModuleFunction(options.modules, 'genData')
    // ...
  }
}

实际上就是获取所有 modules 中的 genData 函数，其中，class module 和 style module 定义了 genData 函数。比如定义在 src/platforms/web/compiler/modules/class.js 中的 genData 方法：

function genData (el: ASTElement): string {
  let data = ''
  if (el.staticClass) {
    data += `staticClass:${el.staticClass},`
  }
  if (el.classBinding) {
    data += `class:${el.classBinding},`
  }
  return data
}

在我们的例子中，ul AST 元素节点定义了 el.staticClass 和 el.classBinding，因此最终生成的 data 字符串如下：

{
  staticClass: "list",
  class: bindCls
}

genChildren
接下来我们再来看一下 genChildren，它的定义在 src/compiler/codegen/index.js 中：

export function genChildren (
  el: ASTElement,
  state: CodegenState,
  checkSkip?: boolean,
  altGenElement?: Function,
  altGenNode?: Function
): string | void {
  const children = el.children
  if (children.length) {
    const el: any = children[0]
    if (children.length === 1 &&
      el.for &&
      el.tag !== 'template' &&
      el.tag !== 'slot'
    ) {
      return (altGenElement || genElement)(el, state)
    }
    const normalizationType = checkSkip
      ? getNormalizationType(children, state.maybeComponent)
      : 0
    const gen = altGenNode || genNode
    return `[${children.map(c => gen(c, state)).join(',')}]${
      normalizationType ? `,${normalizationType}` : ''
    }`
  }
}

在我们的例子中，li AST 元素节点是 ul AST 元素节点的 children 之一，满足 (children.length === 1 && el.for && el.tag !== 'template' && el.tag !== 'slot') 条件，因此通过 genElement(el, state) 生成 li AST元素节点的代码，也就回到了我们之前调用 genFor 生成的代码，把它们拼在一起生成的伪代码如下：

return (isShow) ?
    _c('ul', {
        staticClass: "list",
        class: bindCls
      },
      _l((data), function(item, index) {
        return genElememt(el, state)
      })
    ) : _e()

在我们的例子中，在执行 genElememt(el, state) 的时候，el 还是 li AST 元素节点，el.forProcessed 已为 true，所以会继续执行 genData 和 genChildren 的逻辑。由于 el.events 不为空，在执行 genData 的时候，会执行如下逻辑：

if (el.events) {
  data += `${genHandlers(el.events, false, state.warn)},`
}

genHandlers 的定义在 src/compiler/codegen/events.js 中：

export function genHandlers (
  events: ASTElementHandlers,
  isNative: boolean,
  warn: Function
): string {
  let res = isNative ? 'nativeOn:{' : 'on:{'
  for (const name in events) {
    res += `"${name}":${genHandler(name, events[name])},`
  }
  return res.slice(0, -1) + '}'
}

genHandler 的逻辑就不介绍了，很大部分都是对修饰符 modifier 的处理，感兴趣同学可以自己看，对于我们的例子，它最终 genData 生成的 data 字符串如下：

{
  on: {
    "click": function($event) {
      clickItem(index)
    }
  }
}

genChildren 的时候，会执行到如下逻辑：

export function genChildren (
  el: ASTElement,
  state: CodegenState,
  checkSkip?: boolean,
  altGenElement?: Function,
  altGenNode?: Function
): string | void {
  // ...
  const normalizationType = checkSkip
    ? getNormalizationType(children, state.maybeComponent)
    : 0
  const gen = altGenNode || genNode
  return `[${children.map(c => gen(c, state)).join(',')}]${
    normalizationType ? `,${normalizationType}` : ''
  }`
}
function genNode (node: ASTNode, state: CodegenState): string {
  if (node.type === 1) {
    return genElement(node, state)
  } if (node.type === 3 && node.isComment) {
    return genComment(node)
  } else {
    return genText(node)
  }
}

genChildren 的就是遍历 children，然后执行 genNode 方法，根据不同的 type 执行具体的方法。在我们的例子中，li AST 元素节点的 children 是 type 为 2 的表达式 AST 元素节点，那么会执行到 genText(node) 逻辑。

export function genText (text: ASTText | ASTExpression): string {
  return `_v(${text.type === 2
    ? text.expression
    : transformSpecialNewlines(JSON.stringify(text.text))
  })`
}

因此在我们的例子中，genChildren 生成的代码串如下：

[_v(_s(item) + ":" + _s(index))]

和之前拼在一起，最终生成的 code 如下：

 return (isShow) ?
    _c('ul', {
        staticClass: "list",
        class: bindCls
      },
      _l((data), function(item, index) {
        return _c('li', {
          on: {
            "click": function($event) {
              clickItem(index)
            }
          }
        },
        [_v(_s(item) + ":" + _s(index))])
      })
    ) : _e()

总结

这一节通过例子配合解析，我们对从 ast -> code 这一步有了一些了解，编译后生成的代码就是在运行时执行的代码。由于 genCode 的内容有很多，所以我对大家的建议是没必要把所有的细节都一次性看完，我们应该根据具体一个 case，走完一条主线即可。

在之后的章节我们会对 slot 的实现做解析，我们会重新复习编译的章节，针对具体问题做具体分析，有利于我们排除干扰，对编译过程的学习有更深入的理解。

原文: https://ustbhuangyi.github.io/vue-analysis/compile/codegen.html