引言

今年， 疫情 并沒有影響到各種面經(jīng)的正常出現(xiàn)，可謂是絡繹不絕（學不動...）。然后，在前段時間也看到一個這樣的關于 Vue 的問題， 為什么每個組件 template 中有且只能一個 root？

可能，大家在平常開發(fā)中，用的較多就是 template 寫 html 的形式。當然，不排除用 JSX 和 render() 函數(shù)的。但是，究其本質(zhì)，它們最終都會轉(zhuǎn)化成 render() 函數(shù)。然后，再由 render() 函數(shù)轉(zhuǎn)為 Vritual DOM （以下統(tǒng)稱 VNode ）。而 render() 函數(shù)轉(zhuǎn)為 VNode 的過程，是由 createElement() 函數(shù)完成的。

因此，本次文章將會先講述 Vue 為什么限制 template 有且只能一個 root 。然后，再分析 Vue 如何規(guī)避出現(xiàn)多 root 的情況。那么，接下來我們就從源碼的角度去深究一下這個過程！

一、為什么限制 template 有且只能有一個 root

這里，我們會分兩個方面講解，一方面是 createElement() 的執(zhí)行過程和定義，另一方面是 VNode 的定義。

1.1 createElement()

createElement() 函數(shù)在源碼中，被設計為 render() 函數(shù)的參數(shù)。所以 官方文檔 也講解了，如何使用 render() 函數(shù)的方式創(chuàng)建組件。

而 createElement() 會在 _render 階段執(zhí)行：

...
const { render, _parentVnode } = vm.$options
...
vnode = render.call(vm._renderProxy, vm.$createElement);

可以很簡單地看出，源碼中通過 call() 將當前實例作為 context 上下文以及 $createElement 作為參數(shù)傳入。

Vue2x 源碼中用了大量的 call 和 apply，例如經(jīng)典的 $set() API 實現(xiàn)數(shù)組變化的響應式處理就用的很是精妙，大家有興趣可以看看。

$createElement 的定義又是這樣：

vm.$createElement = (a, b, c, d) => createElement(vm, a, b, c, d, true)

需要注意的是這個是我們手寫 render() 時調(diào)用的，如果是寫 template 則會調(diào)用另一個 vm._c 方法。兩者的區(qū)別在于 createElement() 最后的參數(shù)前者為 true，后者為 false。

而到這里，這個 createElement() 實質(zhì)是調(diào)用了 _createElement() 方法，它的定義：

export function _createElement (
 context: Component, // vm實例
 tag?: string | Class<Component> | Function | Object, // DOM標簽
 data?: VNodeData, // vnode數(shù)據(jù)
 children?: any, 
 normalizationType?: number
): VNode | Array<VNode> {
 ...
}

現(xiàn)在，見到了我們平常使用的 createElement() 的 廬山真面目 。這里，我們并不看函數(shù)內(nèi)部的執(zhí)行邏輯，這里分析一下這五個參數(shù)：

• context ，是 Vue 在 _render 階段傳入的當前實例
• tag ，是我們使用 createElement 時定義的根節(jié)點 HTML 標簽名
• data ，是我們使用 createElement 是傳入的該節(jié)點的屬性，例如 class 、 style 、 props 等等
• children ，是我們使用 createElement 是傳入的該節(jié)點包含的子節(jié)點，通常是一個數(shù)組
• normalizationType ，是用于判斷拍平子節(jié)點數(shù)組時，要用簡單迭代還是遞歸處理，前者是針對簡單二維，后者是針對多維。

可以看出， createElement() 的設計，是針對一個節(jié)點，然后帶 children 的組件的 VNode 的創(chuàng)建。并且，它并沒有留給你進行多 root 的創(chuàng)建的機會，只能傳一個根 root 的 tag ，其他都是它的選項。

1.2 VNode

我想大家都知道 Vue2x 用的靜態(tài)類型檢測的方式是 flow ，所以它會借助 flow 實現(xiàn)自定義類型。而 VNode 就是其中一種。那么，我們看看 VNode 類型定義：

前面，我們分析了 createElement() 的調(diào)用時機，知道它最終返回的就是 VNode。那么，現(xiàn)在我們來看看 VNode 的定義：

export default class VNode {
 tag: string | void;
 data: VNodeData | void;
 children: ?Array<VNode>;
 text: string | void;
 elm: Node | void;
 ns: string | void;
 context: Component | void; // rendered in this component's scope
 key: string | number | void;
 componentOptions: VNodeComponentOptions | void;
 componentInstance: Component | void; // component instance
 parent: VNode | void; // component placeholder node

 // strictly internal
 raw: boolean; // contains raw HTML? (server only)
 isStatic: boolean; // hoisted static node
 isRootInsert: boolean; // necessary for enter transition check
 isComment: boolean; // empty comment placeholder?
 isCloned: boolean; // is a cloned node?
 isOnce: boolean; // is a v-once node?
 asyncFactory: Function | void; // async component factory function
 asyncMeta: Object | void;
 isAsyncPlaceholder: boolean;
 ssrContext: Object | void;
 fnContext: Component | void; // real context vm for functional nodes
 fnOptions: ?ComponentOptions; // for SSR caching
 devtoolsMeta: ?Object; // used to store functional render context for devtools
 fnScopeId: ?string; // functional scope id support

 constructor (
 tag?: string,
 data?: VNodeData,
 children?: ?Array<VNode>,
 text?: string,
 elm?: Node,
 context?: Component,
 componentOptions?: VNodeComponentOptions,
 asyncFactory?: Function
 ) {
 ...
 }
 ...
}

可以看到 VNode 所具備的屬性還是蠻多的，本次我們就只看 VNode 前面三個屬性：

• tag，即 VNode 對于的標簽名
• data，即 VNode 具備的一些屬性
• children，即 VNode 的子節(jié)點，它是一個 VNode 數(shù)組

顯而易見的是 VNode 的設計也是一個 root ，然后由 children 不斷延申下去。這樣和前面 createElement() 的設計相呼應， 不可能會 出現(xiàn)多 root 的情況。

1.3 小結(jié)

可以看到 VNode 和 createElement() 的設計，就只是針對單個 root 的情況進行處理，最終形成 樹的結(jié)構(gòu) 。那么，我想這個時候 可能有人會問為什么它們被設計樹的結(jié)構(gòu)？ 。

而針對這個問題，有 兩個方面 ，一方面是樹形結(jié)構(gòu)的 VNode 轉(zhuǎn)為真實 DOM 后，我們只需要將根 VNode 的真實 DOM 掛載到頁面中。另一方面是 DOM 本身就是樹形結(jié)構(gòu)，所以 VNode 也被設計為樹形結(jié)構(gòu)，而且之后我們分析 template 編譯階段會提到 AST 抽象語法樹，它也是樹形結(jié)構(gòu)。所以，統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)很方便的類型轉(zhuǎn)化，即從 AST 到 Render 函數(shù)，從 Render 函數(shù)到 VNode ，最后從 VNode 到真實 DOM 。

并且，可以想一個情景，如果多個 root ，那么當你將 VNode 轉(zhuǎn)為真實 DOM 時，掛載到頁面中，是不是要遍歷這個 DOM Collection ，然后掛載上去，而這個階段又是操作 DOM 的階段。大家都知道的一個東西就是操作 DOM 是 非常昂貴的 。所以，一個 root 的好處在這個時候就體現(xiàn)出它的好處了。

其實這個過程，讓我想起 紅寶書 中在講文檔碎片的時候，提倡把要創(chuàng)建的 DOM 先添加到文檔碎片中，然后將文檔碎片添加到頁面中。（PS：想想第一次看紅寶書是去年 4 月份，剛開始學前端，不經(jīng)意間過了快一年了....）

二、如何規(guī)避出現(xiàn)多 root 的情況

 2.1 template 編譯過程

在我們平常的開發(fā)中，通常是在 .vue 文件中寫 <template> ，然后通過在 <template> 中創(chuàng)建一個 div 來作為 root ，再在 root 中編寫描述這個 .vue 文件的 html 標簽。當然，你也可以直接寫 render() 函數(shù)。

在文章的開始，我們也說了在 Vue 中無論是寫 template 還是 render ，它最終會轉(zhuǎn)成 render() 函數(shù)。而平常開發(fā)中，我們用 template 的方式會較多。所以，這個過程就需要 Vue 來編譯 template 。

編譯 template 的這個過程會是這樣：

• 根據(jù) template 生成 AST （抽象語法樹）
• 優(yōu)化 AST ，即對 AST 節(jié)點進行靜態(tài)節(jié)點或靜態(tài)根節(jié)點的判斷，便于之后 patch 判斷
• 根據(jù) AST 可執(zhí)行的函數(shù)，在 Vue 中針對這一階段定義了很多 _c 、 _l 之類的函數(shù)，就其本質(zhì)它們是對 render() 函數(shù)的封裝

這三個步驟在源碼中的定義：

export const createCompiler = createCompilerCreator(function baseCompile (
 template: string,
 options: CompilerOptions
): CompiledResult {
 // 生成 AST
 const ast = parse(template.trim(), options)
 if (options.optimize !== false) {
 // 優(yōu)化 AST
 optimize(ast, options)
 }
 // 生成可執(zhí)行的函數(shù)
 const code = generate(ast, options)
 return {
 ast,
 render: code.render,
 staticRenderFns: code.staticRenderFns
 }
})

需要注意的是 Vue-CLI 提供了兩個版本， Runtime-Compiler 和 Runtime ，兩者的區(qū)別，在于前者可以將 template 編譯成 render() 函數(shù)，但是后者必須手寫 render() 函數(shù)

而對于開發(fā)中，如果你寫了多個 root 的組件，在 parse 的時候，即生成 AST 抽象語法樹的時候， Vue 就會過濾掉多余的 root ，只認第一個 root 。

而 parse 的整個過程，其實就是正則匹配的過程，并且這個過程會用棧來存儲起始標簽。整個 parse 過程的流程圖：

然后，我們通過一個例子來分析一下，其中針對多 root 的處理。假設此時我們定義了這樣的 template ：

<div><span></span></div><div></div>

顯然，它是多 root 的。而在處理第一個 <div> 時，會創(chuàng)建對應的 ASTElement ，它的結(jié)構(gòu)會是這樣：

{
 type: 1,
 tag: "div",
 attrsList: [],
 attrsMap: {},
 rawAttrsMap: {},
 parent: undefined,
 children: [],
 start: 0,
 end: 5
}

而此時，這個 ASTElement 會被添加到 stack 中，然后刪除原字符串中的 <div> ，并且設置 root 為該 ASTElement 。

然后，繼續(xù)遍歷。對于 <span> 也會創(chuàng)建一個 ASTElement 并入棧，然后刪除繼續(xù)下一次。接下來，會匹配到 </span> ，此時會處理標簽的結(jié)束，例如于棧頂 ASTElement 的 tag 進行匹配，然后出棧。接下來，匹配到 </div> ，進行和 span 同樣的操作。

最后，對于第二個 root 的 <div> ，會做和上面一樣的操作。但是，在處理 </div> 時，此時會進入判斷 multiple root 的邏輯，即此時字符串已經(jīng)處理完了，但是這個結(jié)束標簽對應的 ASTElement 并不等于我們最初定義的 root 。所以此時就會報錯：

Component template should contain exactly one root element. If you are using v-if on multiple elements, use v-else-if to chain them instead.

而且，該 ASTElement 也不會加入最終的 AST 中，所以之后也不可能會出現(xiàn)多個 root 的情況。

同時，這個報錯也提示我們?nèi)绻枚鄠€ root ，需要借助 if 條件判斷來實現(xiàn)。

可以看出， template 編譯的最終的目標就是構(gòu)建一個 AST 抽象語法樹。所以，它會在創(chuàng)建第一個 ASTElement 的時候就確定 AST 的 root ，從而確保 root 唯一性。

2.2 _render 過程

不了解 Vue 初始化過程的同學，可能不太清楚 _render 過程。你可以理解為渲染的過程。在這個階段會調(diào)用 render 方法生成 VNode ，以及對 VNode 進行一些處理，最終返回一個 VNode 。

而相比較 template 編譯的過程， _render 過程的判斷就比較簡潔：

if (!(vnode instanceof VNode)) {
 if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && Array.isArray(vnode)) {
 warn(
 'Multiple root nodes returned from render function. Render function ' +
 'should return a single root node.',
 vm
 );
 }
 vnode = createEmptyVNode();
}

前面在講 createElement 的時候，也講到了 render() 需要返回 VNode 。所以，這里是防止部分騷操作， return 了包含多個 VNode 的數(shù)組。

結(jié)語

通過閱讀，我想大家也明白了 為什么 Vue 中 template 有且只能一個 root ? 。 Vue 這樣設計的出發(fā)點可能很簡單，為了減少掛載時 DOM 的操作。但是，它是如何處理多 root 的情況，以及相關的 VNode 、 AST 、 createElement() 等等關鍵點，個人認為都是很值得深入了解的。

到此這篇關于Vue 中 template 有且只能一個 root的原因解析(源碼分析)的文章就介紹到這了,更多相關vue template 有且只能一個 root內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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