继上一节内容，我们将
Vue复杂的挂载流程通过图解流程，代码分析的方式简单梳理了一遍，其中也讲到了模板编译的大致流程，然而在挂载的核心处，我们并没有分析模板编译后函数如何渲染为可视化的DOM节点。这一节，我们将重新回到Vue实例挂载的最后一个环节：渲染DOM节点。在渲染真实DOM的过程中，Vue引进了虚拟DOM的概念，虚拟DOM作为JS对象和真实DOM中间的一个缓冲存，极大的优化了JS频繁操作DOM的性能问题，接下来我们将慢慢展开分析。
4.1 Virtual DOM
4.1.1 浏览器的渲染流程
当浏览器接收到一个Html文件时，JS引擎和浏览器的渲染引擎便开始工作了。从渲染引擎的角度，它首先会将html文件解析成一个DOM树，与此同时，浏览器将识别并加载CSS样式，并和DOM树一起合并为一个渲染树。有了渲染树后，渲染引擎将计算所有元素的位置信息，最后通过绘制，在屏幕上打印最终的内容。而JS引擎的作用是通过DOM相关的API去操作DOM对象，而当我们操作DOM时，很容易触发到渲染引擎的回流或者重绘。 - 回流： 当我们对DOM的修改引发了元素尺寸的变化时，浏览器需要重新计算元素的大小和位置，最后将重新计算的结果绘制出来，这个过程称为回流。 - 重绘： 当我们对DOM的修改只单纯改变元素的颜色时，浏览器此时并不需要重新计算元素的大小和位置，而只要重新绘制新样式。这个过程称为重绘。
很显然回流比重绘更加耗费性能
通过了解浏览器基本的渲染机制，我们很容易联想到当不断的通过JS修改DOM时，不经意间会触发到渲染引擎的回流或者重绘，而这个性能开销是非常巨大的。因此为了降低开销，我们可以做的是尽可能减少DOM操作。
4.1.2 缓冲层-虚拟DOM
虚拟DOM是优化频繁操作DOM引发性能问题的产物。虚拟DOM(下面称为Virtual DOM)是将页面的状态抽象为JS对象的形式，本质上是JS和真实DOM的中间层，当我们想用JS脚本大批量进行DOM操作时，会优先作用于Virtual DOM这个JS对象，最后通过对比将要改动的部分通知并更新到真实的DOM。尽管最终还是操作真实的DOM，但Virtual DOM可以将多个改动合并成一个批量的操作，从而减少 dom 重排的次数，进而缩短了生成渲染树和绘制所花的时间。
我们看一个真实的DOM包含了什么：
浏览器将一个真实DOM设计得很复杂，不仅包含了自身的属性描述，大小位置等定义，也囊括了DOM拥有的浏览器事件等。正因为如此复杂的结构，我们频繁去操作DOM或多或少会带来浏览器性能问题。而作为数据和真实DOM之间的一层缓冲，Virtual DOM 只是用来映射到真实DOM的渲染，因此不需要包含操作 DOM 的方法，只要在对象中重点关注几个属性即可。
// 真实DOM
<div id="real"><span>dom</span></div>
// 真实DOM对应的JS对象
{
tag: 'div',
data: {
id: 'real'
},
children: [{
tag: 'span',
children: 'dom'
}]
}
4.2 Vnode
Vue源码在渲染机制的优化上，同样引进了virtual dom的概念，它是用Vnode这个构造函数去描述一个DOM节点。
4.2.1 Vnode构造函数
var VNode = function VNode (tag,data,children,text,elm,context,componentOptions,asyncFactory) {
this.tag = tag; // 标签
this.data = data; // 数据
this.children = children; // 子节点
this.text = text;
···
···
};
Vnode定义的属性也差不多有20几个，这里列举大部分属性，只重点关注几个关键属性：标签名，数据，子节点。其他的属性都是用来扩展Vue的灵活性。
除此之外，源码中还定义了Vnode的其他方法
4.2.2 创建Vnode注释节点
// 创建注释vnode节点
var createEmptyVNode = function (text) {
if ( text === void 0 ) text = '';
var node = new VNode();
node.text = text;
node.isComment = true; // 标记注释节点
return node
};
4.2.3 创建Vnode文本节点
// 创建文本vnode节点
function createTextVNode (val) {
return new VNode(undefined, undefined, undefined, String(val))
}
4.2.4 克隆vnode
vnode的克隆只是一层浅拷贝，不会对子节点进行深度克隆。
function cloneVNode (vnode) {
var cloned = new VNode(
vnode.tag,
vnode.data,
vnode.children && vnode.children.slice(),
vnode.text,
vnode.elm,
vnode.context,
vnode.componentOptions,
vnode.asyncFactory
);
···
return cloned
}
4.3 Vnode的创建
先简单回顾一下挂载的流程，挂载的过程调用的是Vue实例上$mount方法，而$mount的核心是mountComponent方法。在这之前，如果我们传递的是template模板，会经过一系列的模板编译过程，并根据不同平台生成对应代码，浏览器对应的是render函数;如果传递的是render函数，则忽略模板编译过程。有了render函数后，调用vm._render()方法会将render函数转化为Virtual DOM，最终利用vm._update()将Virtual DOM渲染为真实的DOM。
Vue.prototype.$mount = function(el, hydrating) {
···
return mountComponent(this, el)
}
function mountComponent() {
···
updateComponent = function () {
vm._update(vm._render(), hydrating);
};
}
vm._render()方法会将render函数转化为Virtual DOM,我们看源码中如何定义的。
// 引入Vue时，执行renderMixin方法，该方法定义了Vue原型上的几个方法，其中一个便是 _render函数
renderMixin();//
function renderMixin() {
Vue.prototype._render = function() {
var ref = vm.$options;
var render = ref.render;
···
try {
vnode = render.call(vm._renderProxy, vm.$createElement);
} catch (e) {
···
}
···
return vnode
}
}
抛开其他代码，_render函数的核心是render.call(vm._renderProxy, vm.$createElement)部分，vm.$createElement方法会作为render函数的参数传入。这个参数也是在手写render函数时使用的createElement参数的由来
new Vue({
el: '#app',
render: function(createElement) {
return createElement('div', {}, this.message)
},
data() {
return {
message: 'dom'
}
}
})
vm.$createElement 是Vue中initRender所定义的方法,其中 vm._c 是template内部编译成render函数时调用的方法，vm.$createElement是手写render函数时调用的方法。两者的唯一区别是：内部生成的render方法可以保证子节点都是Vnode(下面有特殊的场景)，而手写的render需要一些检验和转换。
function initRender(vm) {
vm._c = function(a, b, c, d) { return createElement(vm, a, b, c, d, false); }
vm.$createElement = function (a, b, c, d) { return createElement(vm, a, b, c, d, true); };
}
createElement 方法实际上是对 _createElement 方法的封装，在调用_createElement创建Vnode之前，会对传入的参数进行处理。例如当没有data数据时，参数会往前填充。
function createElement (
context, // vm 实例
tag, // 标签
data, // 节点相关数据，属性
children, // 子节点
normalizationType,
alwaysNormalize // 区分内部编译生成的render还是手写render
) {
// 对传入参数做处理，可以没有data，如果没有data，则将第三个参数作为第四个参数使用，往上类推。
if (Array.isArray(data) || isPrimitive(data)) {
normalizationType = children;
children = data;
data = undefined;
}
// 根据是alwaysNormalize 区分是内部编译使用的，还是用户手写render使用的
if (isTrue(alwaysNormalize)) {
normalizationType = ALWAYS_NORMALIZE;
}
return _createElement(context, tag, data, children, normalizationType) // 真正生成Vnode的方法
}
4.3.1 数据规范检测
Vue既然暴露给用户用render函数去写渲染模板，就需要考虑用户操作带来的不确定性，因此在生成Vnode的过程中，_createElement会先进行数据规范的检测，将不合法的数据类型错误提前暴露给用户。接下来将列举几个容易犯错误的实际场景，方便理解源码中如何处理这类错误的。
- 用响应式对象做节点属性
new Vue({
el: '#app',
render: function (createElement, context) {
return createElement('div', this.observeData, this.show)
},
data() {
return {
show: 'dom',
observeData: {
attr: {
id: 'test'
}
}
}
}
})
- 特殊属性key为非字符串，数字类型
new Vue({
el: '#app',
render: function(createElement) {
return createElement('div', { key: this.lists }, this.lists.map(l => {
return createElement('span', l.name)
}))
},
data() {
return {
lists: [{
name: '111'
},
{
name: '222'
}
],
}
}
})
这些规范都会在创建Vnode节点之前发现并报错，源代码如下：
function _createElement (context,tag,data,children,normalizationType) {
// 数据对象不能是定义在Vue data属性中的响应式数据。
if (isDef(data) && isDef((data).__ob__)) {
warn(
"Avoid using observed data object as vnode data: " + (JSON.stringify(data)) + "n" +
'Always create fresh vnode data objects in each render!',
context
);
return createEmptyVNode() // 返回注释节点
}
// 针对动态组件 :is 的特殊处理，组件相关知识放到特定章节分析。
if (isDef(data) && isDef(data.is)) {
tag = data.is;
}
if (!tag) {
// 防止动态组件 :is 属性设置为false时，需要做特殊处理
return createEmptyVNode()
}
// key值只能为string，number这些原始数据类型
if (isDef(data) && isDef(data.key) && !isPrimitive(data.key)
) {
{
warn(
'Avoid using non-primitive value as key, ' +
'use string/number value instead.',
context
);
}
}
···
// 省略后续操作
}
4.3.2 子节点children规范化
Virtual DOM需要保证每一个子节点都是Vnode类型,这里分两种场景。 - 1.render函数编译，理论上通过render函数编译生成的都是Vnode类型，但是有一个例外，函数式组件返回的是一个数组(关于组件，以及函数式组件内容，我们放到专门讲组件的时候专题分析),这个时候Vue的处理是将整个children拍平。 - 2.用户定render函数，这个时候也分为两种情况，一个是chidren为文本节点，这时候通过前面介绍的createTextVNode 创建一个文本节点的 VNode; 另一种相对复杂，当children中有v-for的时候会出现嵌套数组，这时候的处理逻辑是，遍历children，对每个节点进行判断，如果依旧是数组，则继续递归调用，直到类型为基础类型时，调用createTextVnode方法转化为Vnode。这样经过递归，children变成了一个类型为Vnode的数组。
function _createElement() {
···
if (normalizationType === ALWAYS_NORMALIZE) {
// 用户定义render函数
children = normalizeChildren(children);
} else if (normalizationType === SIMPLE_NORMALIZE) {
// render 函数是编译生成的
children = simpleNormalizeChildren(children);
}
}
// 处理编译生成的render 函数
function simpleNormalizeChildren (children) {
for (var i = 0; i < children.length; i++) {
// 子节点为数组时，进行开平操作，压成一维数组。
if (Array.isArray(children[i])) {
return Array.prototype.concat.apply([], children)
}
}
return children
}
// 处理用户定义的render函数
function normalizeChildren (children) {
// 递归调用，直到子节点是基础类型，则调用创建文本节点Vnode
return isPrimitive(children)
? [createTextVNode(children)]
: Array.isArray(children)
? normalizeArrayChildren(children)
: undefined
}
// 判断是否基础类型
function isPrimitive (value) {
return (
typeof value === 'string' ||
typeof value === 'number' ||
typeof value === 'symbol' ||
typeof value === 'boolean'
)
}
=== 进行数据检测和组件规范化后，接下来通过new VNode便可以生成一棵`VNode树。===具体细节由于篇幅原因，不展开分析。
4.4 虚拟Vnode映射成真实DOM - update
回到 updateComponent的最后一个过程,虚拟的DOM树virtual dom生成后，调用Vue原型上_update方法，将虚拟DOM映射成为真实的DOM。
updateComponent = function () {
// render生成虚拟DOM，update渲染真实DOM
vm._update(vm._render(), hydrating);
};
从源码上可以知道，update主要有两个调用时机，一个是初次数据渲染时，另一个是数据更新时触发真实DOM更新。这一节只分析初次渲染的操作，数据更新放到响应式系统中展开。
function lifecycleMixin() {
Vue.prototype._update = function (vnode, hydrating) {
var vm = this;
var prevEl = vm.$el;
var prevVnode = vm._vnode; // prevVnode为旧vnode节点
// 通过是否有旧节点判断是初次渲染还是数据更新
if (!prevVnode) {
// 初次渲染
vm.$el = vm.__patch__(vm.$el, vnode, hydrating, false)
} else {
// 数据更新
vm.$el = vm.__patch__(prevVnode, vnode);
}
}
_update的核心是__patch__方法，而__patch__来源于:
// 浏览器端才有DOM，服务端没有dom，所以patch为一个空函数
Vue.prototype.__patch__ = inBrowser ? patch : noop;
patch方法又是createPatchFunction方法的返回值，createPatchFunction内部定义了一系列辅助的方法，但其核心是通过调用createEle方法，createEle会调用一系列封装好的原生DOM的API进行dom操作，创建节点，插入子节点，递归创建一个完整的DOM树并插入到Body中。这部分逻辑分支较为复杂，在源码上打debugger并根据实际场景跑不同的分支有助于理解这部分的逻辑。内容较多就不一一展开。
总结
这一节分析了mountComponent的两个核心方法，render和update,他们分别完成对render函数转化为Virtual DOM和将Virtual DOM映射为真实DOM 的过程。整个渲染过程逻辑相对也是比较清晰的。
