图解 vue3.0 编译器核心原理
概览
Vue.js 作为目前最流行的前端框架之一，一些概念和原理还是需要我们前端开发人员了解与深入理解的。
Vue.js 涉及的知识点很多，一些重要概念，例如：如何使用proxy实现响应式effect，虚拟DOM的Diff算法及演变过程（双端 Diff 算法、快速 Diff 算法等），渲染器原理的实现，编译器、解析器的工作原理，动态节点、静态提升等等；
现在重点采用图解步骤分析一下编译器的简单工作原理；
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编译器概念
编译器其实就是一段JavaScript代码程序，它将一种语言（A）编译成另外一种语言(B)，其中前者A通常被叫做源代码，后者B通常被叫做为目标代码。例如我们 vue 的前端项目的.vue文件一般即为源代码，而编译后dist文件里的.js文件即为目标代码；这个过程就被称为编译（compile）
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关键概念
主要涉及的概念：
DSL领域特定语言AST抽象语法树（Abstract Syntax Tree）有限状态机
深度优先算法
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简单流程
一个标准的编译器流程如下图所示：<br />
<br />Vue.js作为DSL，其编译流程会与上图有所不同，对于Vue.js来说，源代码就是组件的模板代码，而目标代码就是能够在浏览器（或其他平台）平台上运行的JavaScript代码。
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Vue 的编译器
Vue.js的目标代码其实就是渲染函数（render函数）。概况而言，Vue.js编译器首先对模板进行词法分析、语法分析，然后得到模板的抽象语法树（AST）。随后将模板AST转换成JavaScript AST，最后再转换成JavaScript代码，及渲染函数。一个简单的 Vue.js 模板编译器的工作流如下：<br />
简单如下：<br />模板代码
目标的 AST
目标代码
由以上代码可以看出，AST其实就是一个具有层级结构的对象，模板的AST与模板具有相同的嵌套结构。每一颗AST都有一个逻辑上的根节点，其类型为Root，而模板中真正的根节点则作为Root节点的children存在。
观察AST可知：
不同类型的节点是通过节点的
type属性进行区分的。标签节点的子节点存储在其
children数组中。标签节点的属性节点会存储在
props数组中。不同类型的节点会使用不同的对象属性进行描述。
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编译过程
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parse 函数
Vue.js通过封装parse函数，实现对模板的词法分析和语法分析，最终得到模板的 AST。parse函数接收模板字符串作为参数，并将解析后的AST作为返回值返回；
解析器是如何对模板字符串进行分割的呢，此处就需要用到有限状态自动机。指的是在有限个状态之间，随着字符的输入，解析器会自动地在不同的状态之间进行切换。（实际上有限状态机是可以使用正则表达式来实现的）。
简单的状态机流程图：<br />
<br />通过有限状态机原理，可以帮助我们完成对模板的标记，最终将得到一系列Token（词法标记号）。
假设有如下代码：
以上代码生成的 AST 数据结构 HTML 结构相同，都是树状结构
接下来要做的就是将生成的tokens转换成AST，在转换过程中需要维护一个Stack,这个栈将用来维护元素间的父子关系。每到遇到一个开始标签，就创建一个Element类型的 AST 节点，并将其压入栈内，类似的，每当遇到一个结束标签节点，我们就将当前栈顶的节点弹出。这样栈顶的节点将始终充当父节点的角色。转换过程中的所有节点，都将作为当前栈顶节点的子节点，并添加到栈顶节点的children属性下。流程如下图示：
最初节点只有根节点 Root
当扫描到第一个标签是开始节点时，因此我们创建一个类型为Element的 AST 节点Element（div），并将该节点作为当前节点的子节点。由于当前的栈顶节点是Root节点，所以新创建的Element（div）节点作为Root节点的子节点被添加到AST中，最后将新建的Element（div）节点压入栈中。
由于第二个节点也是一个开始标签，所以流程同上一步，只不过当前的栈顶节点为Element（div），所以将当前的节点Element（span）作为其子节点添加到AST中，最后将Element（div）节点压入栈中。
接下来的节点是一个文本节点，所以需要创建一个Text类型的AST节点，并将其作为栈顶节点Element（span）的子节点加入到 AST 中，不同的时，当前接待不是Element类型，所以不需要压入栈中；
下面是一个结束标签节点，根据规则，则需要将当前栈顶的节点弹出。
后面的流程此处就不再累述
最终完成后的效果如下：
现在我们来实现 parse 函数
以上就是一个简版的 parse 函数的实现，当然相对于 Vue.js 的源码还有很多差异，但基本原理大致相同。
下面关于transform函数和generate函数仅做了简要说明，具体实现原理敬请期待；
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transform 函数
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generate 函数
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完整流程
以上就是Vue模板编译器的基本结构和工作流程，它主要有三个部分组成：
用来将模板字符串解析为模板
AST的解析器（parser）;用来将模板
AST解析成JavaScript AST的转换器（transformer）；用来根据
JavaScript AST生成渲染函数代码的生成器（generator）；
本文章主要讨论了 parser 的基本实现原理（实际上 Vue.js 的真正实现要复杂的多，比如正则解析、Vue 语法解析 v-if、v-show、内插值{{}}等等），以及如何使用有限状态自动机来构造一个词法分析器，其过程就是状态机在不同的状态之间进行迁移的过程，并生成一个 Token 列表集合。然后使用 Token 列表集合和顶节点元素栈来构造一个可以用来描述模板的 AST，最后使用模板 AST 来解析成 JavaScript AST 和渲染函数。
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作者：GFE-绝对零度<br />著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。<a name="d17a0f0b"></a>
参考
Vue.js 源码；
Vue.js 设计与实现；
一起成长、一起分享、一起创造价值 2020-04-09 加入
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