本文解析了 Vue3 组件初次渲染的流程，涵盖应用程序初始化、核心渲染步骤，以及 vnode 的创建和渲染，探讨了 Vue3 内部机制及其跨平台实现的关键细节。

组件初次渲染流程

组件是对<code>DOM树的抽象，组件的外观由template定义，模板在编译阶段会被转化为一个渲染函数，用于在运行时生成vnode。即组件在运行时的渲染步骤是：

graph LR

A[创建vnode] --> B[渲染vnode] --> C[生成DOM]

vnode是一个用于描述视图的结构和属性的JavaScript对象。vnode是对真实DOM的一层抽象。

使用vnode的优点：

• 相比于直接操作DOM，在需要频繁更新视图的场景下，可以将多次操作应用在vnode上，再一次性地生成真实DOM，可以避免频繁重排重绘导致的性能问题；
• vnode是抽象的视图层，具有平台无关性，上层代码可移植性强。

应用程序初始化

对于一个vue-app来说，整个组件树由根组件开始渲染。为了找到根组件的渲染入口，从应用程序的初始化过程开始分析。

在Vue2中，初始化应用的代码：

import Vue from 'vue';

import App from './App';

const app = new Vue({

render: h=>h(App)

});

app.$mount('#app');

在Vue3中，初始化应用的代码：

import { createApp } from 'vue';

import App from './App';

const app = createApp(App);

app.mount('#app');

对比二者的代码可以看出，本质都是把App组件挂载到了#appDOM节点上。

本文主要关注Vue3。

Vue3的createApp的实现大致如下：

首先，createApp函数由createAppAPI根据对应的render对象构建得到。

export function createAppAPI<HostElement>(

render: RootRenderFunction<HostElement>,

hydrate?: RootHydrateFunction,

): CreateAppFunction<HostElement> {

return function createApp(rootComponent, rootProps = null) {

//...

}

}

源码位置：core/packages/runtime-core/src/apiCreateApp.ts at main · vuejs/core (github.com)

render对象由baseCreateRenderer函数创建，根据不同的环境创建不同的render对象（常见的是浏览器环境下用来渲染DOM）。

并由render对象来决定createApp函数的实现：

// baseCreateRenderer函数的返回值

return {

render,

hydrate,

createApp: createAppAPI(render, hydrate),

}

这种根据不同环境构建不同render对象的操作是为了实现跨平台。

接下来回到createApp内部。

createApp应用工厂模式，在内部创建app对象，实现了mount方法，mount方法就是用来挂载组件的。

function createApp(rootComponent, rootProps = null){

// ...

const app: App = {

// ...

mount(

rootContainer: HostElement,

isHydrate?: boolean,

namespace?: boolean | ElementNamespace,

): any{

// mount的具体实现，这里省略了很多代码...

// 1. 创建vnode

const vnode = createVNode(rootComponent, rootProps)

// 2. 渲染vnode

render(vnode, rootContainer, namespace)

}

// ...

}

return app;

}

在整个app对象创建过程中，Vue3通过闭包和函数柯里化等技巧实现了参数保留。

例如上面的mount方法内部实际上会使用render函数将vnode挂载到container上。而render由createAppAPI调用时传入。这就是闭包的应用。

graph TB

A["baseCreateRenderer"] --> B["craeteAppAPI [render]"]

B --> C["createApp"]

C --> D["mount"]

D --> |"使用render"|B

上面提到的app对象中对mount的实现位于packages/runtime-core，也就是说是与平台无关的，内部都是对抽象的vnode、rootContainer进行操作，不一定是DOM节点。

Vue3将浏览器相关的DOM的实现移到了packages/runtime-dom中，在index.ts中可以看到ensureRenderer函数就调用了runtime-core中上述提到的createRenderer方法，传入了DOM相关的配置，用于获取一个专门用于浏览器环境的renderer。

源码位置：core/packages/runtime-dom/src/index.ts at main · vuejs/core (github.com)

在runtime-dom的index.ts中，我们从createApp函数入手，观察到它调用了ensureRenderer来获取一个适配浏览器环境的renderer，并调用其对应的createApp函数。

export const createApp = ((...args) => {

const app = ensureRenderer().createApp(...args)

// ......

const { mount } = app

// 重写mount方法

app.mount = (containerOrSelector: Element | ShadowRoot | string): any => {

// 标准化容器：将字符串选择器转换为DOM对象

const container = normalizeContainer(containerOrSelector)

if (!container) return

const component = app._component

// 如果组件对象没有定义render函数和template模板，则取容器的innerHTML作为模板内容

if (!isFunction(component) && !component.render && !component.template) {

// 使用innerHTML需要注意安全性问题

component.template = container.innerHTML

// ......

}

// 挂载前删除容器的内容

container.innerHTML = ''

// 走runtime-core中实现的标准流程进行挂载

const proxy = mount(container, false, resolveRootNamespace(container))

// ......

return proxy

}

return app

}) as CreateAppFunction<Element>

阶段性总结：

• 重写mount的原因：

  • runtime-core中的mount：实现标准化挂载流程；
  • runtime-dom中的mount：实现DOM节点相关的预处理，然后调用runtime-core中的mount进行挂载；

• runtime-dom中mount的流程：

  1. 标准化容器：如果传入字符串选择器，那么调用document.querySelector将其转换为DOM对象；

  2. 检查组件是否存在render函数和template对象，如果没有则使用容器的innerHTML作为模板；

     使用innerHTML需要注意安全性问题。

  3. 删除容器原先的innerHTML内容；

  4. 调用runtime-core中实现的mount方法走标准化流程挂载组件到DOM节点上。

从app.mount方法调用后，才真正开始组件的渲染流程。

接下来，回到runtime-core中关注渲染流程。

核心渲染流程

这一流程中主要做了两件事：创建vnode和渲染vnode。

vnode是用来描述DOM的JavaScript对象，在Vue中既可以描述普通DOM节点，也可以描述组件节点，除此之外还有纯文本vnode和注释vnode。

可以在runtime-core的vnode.ts文件中找到vnode的类型定义：core/packages/runtime-core/src/vnode.ts at main · vuejs/core (github.com)

内容较多，这里不做展示，比较核心的属性有比如：

• type：组件的标签类型；
• props：附加信息；
• children：子节点，vnode数组；

除此之外，Vue3还为vnode打上了各种flag来做标记，在patch阶段根据不同的类型执行相应的处理逻辑。

创建vnode

在mount方法的实现中，通过调用createVNode函数创建根组件的vnode：

const vnode = createVNode(rootComponent, rootProps);

在vnode.ts中可以找到createVNode函数的实现：core/packages/runtime-core/src/vnode.ts at main · vuejs/core (github.com)

大致思路如下：

function _createVNode(

type: VNodeTypes | ClassComponent | typeof NULL_DYNAMIC_COMPONENT,

props: (Data & VNodeProps) | null = null,

children: unknown = null,

patchFlag: number = 0,

dynamicProps: string[] | null = null,

isBlockNode = false,

): VNode{

// ...

// 标准化class和style这些样式属性

if(props){

// ...

}

// 对vnode类型信息编码(二进制)

const shapeFlag = isString(type)

? ShapeFlags.ELEMENT

: __FEATURE_SUSPENSE__ && isSuspense(type)

? ShapeFlags.SUSPENSE

: isTeleport(type)

? ShapeFlags.TELEPORT

: isObject(type)

? ShapeFlags.STATEFUL_COMPONENT

: isFunction(type)

? ShapeFlags.FUNCTIONAL_COMPONENT

: 0

// 调用工厂函数构建vnode对象

return createBaseVNode(

type,

props,

children,

patchFlag,

dynamicProps,

shapeFlag,

isBlockNode,

true,

)

}

接下来看一下createBaseVNode的大致实现（这个函数也位于vnode.ts文件内）：

function createBaseVNode(

// vnode部分属性的值

){

const vnode = {

type,

props,

// ...很多属性

} as VNode

// 标准化children：讨论数组或者文本类型

if (needFullChildrenNormalization) {

normalizeChildren(vnode, children)

}

return vnode

}

渲染vnode

创建好vnode之后就是渲染的过程，在mount中使用render函数渲染创建好的vnode。

render的标准化流程的实现位于runtime-core的renderer.ts中：

源码位置：core/packages/runtime-core/src/renderer.ts at main · vuejs/core (github.com)

const render: RootRenderFunction = (vnode, container, namespace) => {

if (vnode == null) {

// 销毁组件

if (container._vnode) {

unmount(container._vnode, null, null, true)

}

} else {

// 创建或者更新组件

patch(

container._vnode || null,

vnode,

container,

null,

null,

null,

namespace,

)

}

if (!isFlushing) {

isFlushing = true

flushPreFlushCbs()

flushPostFlushCbs()

isFlushing = false

}

// 缓存vnode节点，表示已经渲染

container._vnode = vnode

}

• 如果vnode不存在，则调用unmount销毁组件；
• 如果vnode存在，那么调用patch创建或者更新组件；
• 将vnode缓存到容器对象上，表示已渲染。

patch函数的前两个参数分别是旧vnode和新vnode。

• 初次调用，则container._vnode属性返回undefined，短路运算符传入null，则patch内部走创建逻辑；调用过后会将创建的vnode缓存到container._vnode；
• 后续调用的container._vnode表示上一次创建的vnode，不为null，传入patch后走更新逻辑。

patch的实现

patch本意是打补丁，这个函数有两个功能：

1. 根据vnode挂载DOM；
2. 比较新旧vnode更新DOM。

这里只讨论初始化流程，故只记录如何挂载DOM，更新流程这里不做介绍。

源码位置：core/packages/runtime-core/src/renderer.ts at main · vuejs/core (github.com)

const patch: PatchFn = (

n1,

n2,

container,

anchor = null,

parentComponent = null,

parentSuspense = null,

namespace = undefined,

slotScopeIds = null,

optimized = __DEV__ && isHmrUpdating ? false : !!n2.dynamicChildren,

) => {

// 二者相同，不需要更新

if (n1 === n2) {

return

}

// vnode类型不同，直接卸载旧节点

if (n1 && !isSameVNodeType(n1, n2)) {

anchor = getNextHostNode(n1)

unmount(n1, parentComponent, parentSuspense, true)

n1 = null

}

// ......

const { type, ref, shapeFlag } = n2

switch (type) {

case Text:

// 处理文字节点

break

case Comment:

// 处理注释节点

break

case Static:

// 静态节点

break

case Fragment:

// Fragment节点

break

default:

if (shapeFlag & ShapeFlags.ELEMENT) {

// 处理普通DOM元素

} else if (shapeFlag & ShapeFlags.COMPONENT) {

// 处理组件

} else if (shapeFlag & ShapeFlags.TELEPORT) {

// 处理teleport

} else if (__FEATURE_SUSPENSE__ && shapeFlag & ShapeFlags.SUSPENSE) {

// 处理suspense

} else if (__DEV__) {

// 报错：vnode类型不在可识别范围内

warn('Invalid VNode type:', type, `(${typeof type})`)

}

}

}

这里只关注前三个函数参数：

• n1：旧vnode，为null则表示初次挂载；
• n2：新vnode；
• container：挂载的目标容器。

patch在其内部调用了processXXX处理不同类型的vnode，这里只关注组件类型和普通DOM节点类型。

对组件的处理

处理组件调用的是processComponent函数：

processComponent

const processComponent = (

n1: VNode | null,

n2: VNode,

container: RendererElement,

// ... 其它参数

) => {

if (n1 == null) {

// 挂载组件

mountComponent(n2, container, /*...other args*/)

} else {

// 更新组件

updateComponent(n1, n2, optimized)

}

}

// 这里还有很多其它参数省略了，函数体内还处理了`keep-alive`的情况，具体可以自己看源码。

• 挂载组件使用mountComponent函数；
• 更新组件使用updateComponent函数。

mountComponent

源码位置：core/packages/runtime-core/src/renderer.ts at main · vuejs/core (github.com)

这个函数处理了较多边界情况，这里只展示主要的步骤：

const mountComponent: MountComponentFn = (

initialVNode,

container,

anchor,

parentComponent,

parentSuspense,

namespace: ElementNamespace,

optimized,

) => {

// 创建组件实例

const instance: ComponentInternalInstance =

(initialVNode.component = createComponentInstance(

initialVNode,

parentComponent,

parentSuspense,

))

// 设置组件实例

setupComponent(instance, false, optimized)

// 设置并运行带副作用的渲染函数

setupRenderEffect(

instance,

initialVNode,

container,

anchor,

parentSuspense,

namespace,

optimized,

)

}

• 创建组件实例：工厂模式创建组件实例对象；
• 设置组件实例：instance记录了许多组件相关的数据，setupComponent这一步主要是对props、slots等属性进行初始化。

接下来重点看一下setupRenderEffect函数的实现。

setupRenderEffect

setupRenderEffect 函数的主要工作是设置一个响应式效果 (ReactiveEffect)，并创建一个调度任务 (SchedulerJob) 来管理组件的渲染和更新。首次渲染和后续更新的逻辑都封装在 componentUpdateFn 中。

简化后的代码：

const setupRenderEffect: SetupRenderEffectFn = (

instance,

initialVNode,

container,

anchor,

parentSuspense,

namespace: ElementNamespace,

optimized,

) => {

// 组件更新函数

const componentUpdateFn = () => {

if (!instance.isMounted) {

// 首次挂载逻辑

instance.subTree = renderComponentRoot(instance)

patch(null, instance.subTree, container, anchor, instance, parentSuspense, namespace)

instance.isMounted = true

} else {

// 后续更新逻辑

const nextTree = renderComponentRoot(instance)

patch(instance.subTree, nextTree, container, anchor, instance, parentSuspense, namespace)

instance.subTree = nextTree

}

}

// 创建响应式效果

const effect = (instance.effect = new ReactiveEffect(componentUpdateFn, NOOP))

// 创建调度任务

const update: SchedulerJob = (instance.update = () => {

if (effect.dirty) {

effect.run()

}

})

// 立即执行更新函数

update()

}

setupRenderEffect内部主要包含了3个函数：

• componentUpdateFn 的主要作用是在组件首次挂载和后续更新时执行相应的渲染逻辑，确保组件的虚拟 DOM 树与实际的 DOM 树保持同步，并执行相关的生命周期钩子函数。
• effect 封装了组件的渲染逻辑，负责在响应式依赖变化时触发重新渲染。
• update 是调度任务，负责在适当的时机检查和触发 effect，确保组件的渲染逻辑能够正确执行。

也就是说它们依次为前者的进一步封装。

componentUpdateFn中的初始挂载逻辑：

• 渲染组件生成subTree；（递归调用patch）
• 将subTree通过patch挂载到container上。

这里的patch就是一个递归过程。事实上patch对于组件只有渲染过程，没有挂载的操作，因为组件是抽象的，并不能通过DOM API插入到页面上。

也就是说patch只对DOM类型元素进行mount挂载，对于组件类型元素的处理只做递归操作。换个角度描述就是：组件树的叶子节点一定都是DOM类型元素，只有这样才能渲染并挂载到页面上。

接下来开始研究patch对DOM类型元素的处理过程。（可以返回上文看一下patch的实现）。

对DOM的处理

processElement

patch函数使用processElement 函数处理新旧DOM元素，当n1为null时，走挂载流程；否则走更新流程。

源码地址：core/packages/runtime-core/src/renderer.ts at main · vuejs/core (github.com)

const processElement = (

n1: VNode | null,

n2: VNode,

container: RendererElement,

// ...other args...

) => {

if (n1 == null) {

// 挂载

mountElement(n2, container, /* ...other args... */)

} else {

// 更新

patchElement(n1, n2, parentComponent, /* ...other args... */)

}

}

mountElement

源码位置：core/packages/runtime-core/src/renderer.ts at main · vuejs/core (github.com)

这里省略了很多代码，只保留大致流程：

1. 创建DOM元素；

2. 挂载子节点；

   • 如果子节点只是文字，则设置DOM节点的textContent；

   • 如果子节点是数组，则使用for循环 + 递归调用patch函数渲染子元素；

     这里递归使用的是patch而不是mountElement是因为子元素可能不是DOM元素，而是其它类型的元素。因此还是要用到patch中的switch - case走类型判断的逻辑。

3. 设置DOM元素的属性；

4. 插入DOM元素。

const mountElement = (

vnode: VNode,

container: RendererElement,

/* ...other args... */

) => {

const { props, shapeFlag, transition, dirs } = vnode

// 创建DOM元素

const el = vnode.el = hostCreateElement(vnode.type as string, namespace, props && props.is, props)

// 挂载子节点

if (shapeFlag & ShapeFlags.TEXT_CHILDREN) {

hostSetElementText(el, vnode.children as string)

} else if (shapeFlag & ShapeFlags.ARRAY_CHILDREN) {

mountChildren(vnode.children as VNodeArrayChildren, el, null, parentComponent, parentSuspense, resolveChildrenNamespace(vnode, namespace), slotScopeIds, optimized)

}

// 设置属性

if (props) {

for (const key in props) {

if (key !== 'value' && !isReservedProp(key)) {

hostPatchProp(el, key, null, props[key], namespace, parentComponent)

}

}

// 特殊处理 value 属性

if ('value' in props) {

hostPatchProp(el, 'value', null, props.value, namespace)

}

}

// 插入元素

hostInsert(el, container, anchor)

}

其中的hostCreateElement、hostSetElementText、hostPatchProp、hostInsert函数都由runtime-dom中在创建renderer的时候传入对应的实现。

在runtime-dom模块的nodeOps.ts和patchProp.ts文件可以找到这些DOM相关操作的具体实现。

nodeOps.ts源码位置：core/packages/runtime-dom/src/nodeOps.ts at e26fd7b1d15cb3335a4c2230cc49b1008daddca1 · vuejs/core (github.com)

patchProp.ts源码位置：core/packages/runtime-dom/src/patchProp.ts at e26fd7b1d15cb3335a4c2230cc49b1008daddca1 · vuejs/core (github.com)

上述hostXXX对应的DOM方法分别是：

• hostCreateElement：document.createElement；
• hostSetElementText：el.textContent = ...；
• hostPatchProp：直接修改DOM对象上的键值，会对特殊的key做处理；
• hostInsert：[Node.insertBefore](Node.insertBefore() - Web API | MDN (mozilla.org))

初次渲染流程总结