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深入淺出學Vue開發:第四章、Vue的生命週期及原始碼實現

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通過上面兩章的學習,我們已經學會了Vue的所有基礎語法,包括:

1、{{Mustache}} 語法
2、v-if、v-else、v-else-if、v-show
3、v-for
4、v-bind
5、v-model
6、v-on

如果大家已經對這些語法牢記於心了,那麼請繼續往下看,如果大家對這些語法掌握的並不是很熟練的話,那麼希望大家再去回顧一下前面的內容。

這一章我們學習Vue的生命週期,我們先來看一下Vue的生命週期的定義。

每個 Vue 例項在被建立時都要經過一系列的初始化過程——例如,需要設定資料監聽、編譯模板、將例項掛載到 DOM 並在資料變化時更新 DOM 等。同時在這個過程中也會執行一些叫做生命週期鉤子

的函式,這給了使用者在不同階段新增自己的程式碼的機會。

這是Vue官網上提供的描述資訊,簡單來說就是:在Vue從建立例項到最終完全消亡的過程中,會執行一系列的方法,用於對應當前Vue的狀態,這些方法我們叫它:生命週期鉤子。我們看一下下面的生命週期圖示:

這裡寫圖片描述

在上面的圖示中,共展示出來8個生命週期鉤子函式,這8個函式就描繪出來了Vue整個的執行週期。而截止到目前的Vue版本-2.5.16。Vue的宣告週期鉤子總共為11個,除去剛才的8個之外,還有3個關於元件的生命週期鉤子。我們看一下所有的鉤子函式解釋,配合上面的圖示,可以更好地理解Vue的執行週期

1、beforeCreate:在例項初始化之後,資料觀測 (data observer) 和 event/watcher 事件配置之前被呼叫。
2、created:在例項建立完成後被立即呼叫。在這一步,例項已完成以下的配置:資料觀測 (data observer),屬性和方法的運算,watch/event 事件回撥。然而,掛載階段還沒開始,$el

屬性目前不可見。
3、beforeMount:在掛載開始之前被呼叫:相關的 render 函式首次被呼叫。
4、mounted:el 被新建立的 vm.$el 替換,並掛載到例項上去之後呼叫該鉤子。如果 root 例項掛載了一個文件內元素,當 mounted 被呼叫時 vm.$el 也在文件內(PS:注意 mounted 不會承諾所有的子元件也都一起被掛載。如果你希望等到整個檢視都渲染完畢,可以用 vm.$nextTick 替換掉 mounted:)。vm.$nextTick會在後面的章節詳細講解,這裡大家需要知道有這個東西。
5、beforeUpdate:資料更新時呼叫,發生在虛擬 DOM 打補丁之前。這裡適合在更新之前訪問現有的 DOM,比如手動移除已新增的事件監聽器。
6、updated:由於資料更改導致的虛擬 DOM 重新渲染和打補丁,在這之後會呼叫該鉤子。當這個鉤子被呼叫時,元件 DOM 已經更新,所以你現在可以執行依賴於 DOM 的操作。然而在大多數情況下,你應該避免在此期間更改狀態。如果要相應狀態改變,通常最好使用計算屬性或 watcher 取而代之(PS:計算屬性與watcher會在後面的章節進行介紹)。
7、activated:keep-alive 元件啟用時呼叫(PS:與元件相關,關於keep-alive會在講解元件的時候為大家介紹)。
8、deactivated:keep-alive 元件停用時呼叫(PS:與元件相關,關於keep-alive會在講解元件的時候為大家介紹)。
9、beforeDestroy:例項銷燬之前呼叫。在這一步,例項仍然完全可用。
10、destroyed:Vue 例項銷燬後呼叫。呼叫後,Vue 例項指示的所有東西都會解繫結,所有的事件監聽器會被移除,所有的子例項也會被銷燬。
11、errorCaptured(2.5.0+ 新增):當捕獲一個來自子孫元件的錯誤時被呼叫。此鉤子會收到三個引數:錯誤物件、發生錯誤的元件例項以及一個包含錯誤來源資訊的字串。此鉤子可以返回 false 以阻止該錯誤繼續向上傳播。

這就是Vue(2.5.16)中所有的生命週期鉤子,為了更方便大家的理解,我們來看一下,在Vue的程式碼中,從建立銷燬是如何在實現的。大家可以點選這裡來下載Vue的最新程式碼。

我們先大致看一下Vue原始碼的基礎結構

.
├── BACKERS.md 
├── LICENSE
├── README.md
├── benchmarks
├── dist
├── examples
├── flow
├── node_modules
├── package.json
├── packages
├── scripts
├── src
├── test
├── types
└── yarn.lock

這是下載下來程式碼之後的一級目錄,dist資料夾下為Vue編譯之後的程式碼,我們平時引入的Vue.js檔案都在這裡Vue使用了flow作為JavaScript靜態型別檢查工具,相關的程式碼都在flow資料夾下面scripts資料夾下面是程式碼構建的相關配置,Vue主要使用Rollup進行的程式碼構建src資料夾下面就是所有Vue的原始碼。我們這裡不對其他的內容進行過多的描述,還是專注於我們的主題,Vue的宣告週期程式碼是如何實現,我們看一下src資料夾。

.
├── compiler :Vue編譯相關
├── core    :Vue的核心程式碼
├── platforms   :web/weex平臺支援,入口檔案
├── server  :服務端
├── sfc :解析.vue檔案
└── shared  :公共程式碼

這是我們src資料夾下的目錄結構,而我們Vue生成的地方就在/src/core/instance/index.js中。

function Vue (options) {
  if (process.env.NODE_ENV !== 'production' &&
    !(this instanceof Vue)
  ) {
    warn('Vue is a constructor and should be called with the `new` keyword')
  }
  this._init(options)
}

我們可以看到:Vue是一個方法,是一個使用Function來實現的建構函式,所以我們只能通過 new 的方式來去建立Vue的例項。然後通過Vue例項_init方法來進行Vue的初始化。_init是Vue通過prototype來實現的一個原型屬性。我們來看一下他的_init方法實現。

/src/core/instance/init.js資料夾下,Vue實現了_init方法

Vue.prototype._init = function (options?: Object) {
    ...
    // expose real self
    vm._self = vm
    initLifecycle(vm)
    initEvents(vm)
    initRender(vm)
    callHook(vm, 'beforeCreate')
    initInjections(vm) // resolve injections before data/props
    initState(vm)
    initProvide(vm) // resolve provide after data/props
    callHook(vm, 'created')
    ...
    if (vm.$options.el) {
      vm.$mount(vm.$options.el)
    }
 }

我主要看與它生命週期有關的程式碼,我們可以看到,Vue先呼叫了initLifecycle(vm)、initEvents(vm)、initRender(vm)這三個方法,用於初始化生命週期、事件、渲染函式,這些過程發生在Vue初始化的過程(_init方法)中,並在呼叫beforeCreate鉤子之前。

然後Vue通過callHook (vm: Component, hook: string)方法來去呼叫鉤子函式(hook),它接收vm(Vue例項物件),hook(鉤子函式名稱)來去執行生命週期函式。在Vue中幾乎所有的鉤子(errorCaptured除外)函式執行都是通過callHook (vm: Component, hook: string)來呼叫的。我們來看一下callHook的程式碼,在/src/core/instance/lifecycle.js下:

export function callHook (vm: Component, hook: string) {
  // #7573 disable dep collection when invoking lifecycle hooks
  pushTarget()
  const handlers = vm.$options[hook]
  if (handlers) {
    for (let i = 0, j = handlers.length; i < j; i++) {
      try {
        handlers[i].call(vm)
      } catch (e) {
        handleError(e, vm, `${hook} hook`)
      }
    }
  }
  if (vm._hasHookEvent) {
    vm.$emit('hook:' + hook)
  }
  popTarget()
}

它的邏輯也非常簡單,根據傳入的hook從例項中拿到對應的回撥函式陣列(在/packages/vue-template-compiler/browser.js下的LIFECYCLE_HOOKS),然後便利執行。

然後在初始化生命週期、事件、渲染函式之後呼叫了beforeCreate鉤子,在這個時候:我們還沒有辦法獲取到data、props等資料

在呼叫了beforeCreate鉤子之後,Vue呼叫了initInjections(vm)、initState(vm)、initProvide(vm)這三個方法用於初始化data、props、watcher等等,在這些初始化執行完成之後,呼叫了created鉤子函式,在這個時候:我們已經可以獲取到data、props等資料了,但是Vue並沒有開始渲染DOM,所以我們還不能夠訪問DOM(PS:我們可以通過vm.$nextTick來訪問,在後面的章節我們會詳細講解)。

在呼叫了created鉤子之後,Vue開始進行DOM的掛載,執行vm.$mount(vm.$options.el),在Vue中DOM的掛載就是通過Vue.prototype.$mount這個原型方法來去實現的。Vue.prototype.$mount原型方法的宣告是在/src/platforms/web/entry-runtime-with-compiler.js,我們看一下這個程式碼的實現:

const mount = Vue.prototype.$mount
Vue.prototype.$mount = function (
  el?: string | Element,
  hydrating?: boolean
): Component {
  el = el && query(el)

  /* istanbul ignore if */
  if (el === document.body || el === document.documentElement) {
    process.env.NODE_ENV !== 'production' && warn(
      `Do not mount Vue to <html> or <body> - mount to normal elements instead.`
    )
    return this
  }

  const options = this.$options
  // resolve template/el and convert to render function
  if (!options.render) {
    let template = options.template
    if (template) {
      if (typeof template === 'string') {
        if (template.charAt(0) === '#') {
          template = idToTemplate(template)
          /* istanbul ignore if */
          if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && !template) {
            warn(
              `Template element not found or is empty: ${options.template}`,
              this
            )
          }
        }
      } else if (template.nodeType) {
        template = template.innerHTML
      } else {
        if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
          warn('invalid template option:' + template, this)
        }
        return this
      }
    } else if (el) {
      template = getOuterHTML(el)
    }
    if (template) {
      /* istanbul ignore if */
      if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && config.performance && mark) {
        mark('compile')
      }

      const { render, staticRenderFns } = compileToFunctions(template, {
        shouldDecodeNewlines,
        shouldDecodeNewlinesForHref,
        delimiters: options.delimiters,
        comments: options.comments
      }, this)
      options.render = render
      options.staticRenderFns = staticRenderFns

      /* istanbul ignore if */
      if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && config.performance && mark) {
        mark('compile end')
        measure(`vue ${this._name} compile`, 'compile', 'compile end')
      }
    }
  }
  return mount.call(this, el, hydrating)
}

/**
 * Get outerHTML of elements, taking care
 * of SVG elements in IE as well.
 */
function getOuterHTML (el: Element): string {
  if (el.outerHTML) {
    return el.outerHTML
  } else {
    const container = document.createElement('div')
    container.appendChild(el.cloneNode(true))
    return container.innerHTML
  }
}

這一部分程式碼的主要作用:就是進行template模板的解析。從上面的程式碼中可以看出,el不允許被掛載到bodyhtml這樣的根標籤上面。然後判斷是否有render函式 -> if (!options.render) {...},然後判斷有沒有template,template可以是string型別的idDOM節點。沒有的話則解析el作為template。由上面的程式碼可以看出我們無論是使用單檔案元件(.Vue)或是通過el、template屬性,它最終都會通過render函式的形式來進行整個模板的解析

由我們的圖示可以看出模板解析完成之後,會呼叫beforeMount鉤子,那麼這個beforeMount鉤子是在哪裡被呼叫的呢?我們接著往下看。$mount原型方法有一個可複用的設計,在/src/platforms/web/runtime/index.js下,有這麼一段程式碼

// public mount method
Vue.prototype.$mount = function (
  el?: string | Element,
  hydrating?: boolean
): Component {
  el = el && inBrowser ? query(el) : undefined
  return mountComponent(this, el, hydrating)
}

這是一個公共的掛載方法,目的是為了被runtime only版本的Vue直接使用,它呼叫了mountComponent方法。我們看一下mountComponent方法的實現,實現在/src/core/instance/lifecycle.js下。

export function mountComponent (
  vm: Component,
  el: ?Element,
  hydrating?: boolean
): Component {
  vm.$el = el
  if (!vm.$options.render) {
    vm.$options.render = createEmptyVNode
    if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
      /* istanbul ignore if */
      if ((vm.$options.template && vm.$options.template.charAt(0) !== '#') ||
        vm.$options.el || el) {
        warn(
          'You are using the runtime-only build of Vue where the template ' +
          'compiler is not available. Either pre-compile the templates into ' +
          'render functions, or use the compiler-included build.',
          vm
        )
      } else {
        warn(
          'Failed to mount component: template or render function not defined.',
          vm
        )
      }
    }
  }
  callHook(vm, 'beforeMount')

  let updateComponent
  /* istanbul ignore if */
  if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && config.performance && mark) {
    updateComponent = () => {
      const name = vm._name
      const id = vm._uid
      const startTag = `vue-perf-start:${id}`
      const endTag = `vue-perf-end:${id}`

      mark(startTag)
      const vnode = vm._render()
      mark(endTag)
      measure(`vue ${name} render`, startTag, endTag)

      mark(startTag)
      vm._update(vnode, hydrating)
      mark(endTag)
      measure(`vue ${name} patch`, startTag, endTag)
    }
  } else {
    updateComponent = () => {
      vm._update(vm._render(), hydrating)
    }
  }

  // we set this to vm._watcher inside the watcher's constructor
  // since the watcher's initial patch may call $forceUpdate (e.g. inside child
  // component's mounted hook), which relies on vm._watcher being already defined
  new Watcher(vm, updateComponent, noop, null, true /* isRenderWatcher */)
  hydrating = false

  // manually mounted instance, call mounted on self
  // mounted is called for render-created child components in its inserted hook
  if (vm.$vnode == null) {
    vm._isMounted = true
    callHook(vm, 'mounted')
  }
  return vm
}

由上面的程式碼可以看出在執行vm._render()之前,呼叫了callHook(vm, 'beforeMount'),這個時候相關的 render 函式首次被呼叫,呼叫完成之後,執行了callHook(vm, 'mounted')方法,標記著el 被新建立的 vm.$el 替換,並被掛載到例項上。

然後就進入了我們頁面正常互動的時間,也就是beforeUpdateupdated這兩個回撥鉤子的執行時機。這兩個鉤子函式是在資料更新的時候進行回撥的函式,Vue在/src/core/instance/lifecycle.js檔案下有一個_update的原型宣告:

Vue.prototype._update = function (vnode: VNode, hydrating?: boolean) {
    const vm: Component = this
    if (vm._isMounted) {
      callHook(vm, 'beforeUpdate')
    }
    const prevEl = vm.$el
    const prevVnode = vm._vnode
    const prevActiveInstance = activeInstance
    activeInstance = vm
    vm._vnode = vnode
    // Vue.prototype.__patch__ is injected in entry points
    // based on the rendering backend used.
    if (!prevVnode) {
      // initial render
      vm.$el = vm.__patch__(
        vm.$el, vnode, hydrating, false /* removeOnly */,
        vm.$options._parentElm,
        vm.$options._refElm
      )
      // no need for the ref nodes after initial patch
      // this prevents keeping a detached DOM tree in memory (#5851)
      vm.$options._parentElm = vm.$options._refElm = null
    } else {
      // updates
      vm.$el = vm.__patch__(prevVnode, vnode)
    }
    activeInstance = prevActiveInstance
    // update __vue__ reference
    if (prevEl) {
      prevEl.__vue__ = null
    }
    if (vm.$el) {
      vm.$el.__vue__ = vm
    }
    // if parent is an HOC, update its $el as well
    if (vm.$vnode && vm.$parent && vm.$vnode === vm.$parent._vnode) {
      vm.$parent.$el = vm.$el
    }
    // updated hook is called by the scheduler to ensure that children are
    // updated in a parent's updated hook.
  }

我們可以看到在如果_isMountedture的話(DOM已經被掛載)則會呼叫callHook(vm, 'beforeUpdate')方法,然後會對虛擬DOM進行重新渲染。然後在/src/core/observer/scheduler.js下的flushSchedulerQueue()函式中渲染DOM,在渲染完成呼叫callHook(vm, 'updated'),程式碼如下:。

/**
 * Flush both queues and run the watchers.
 */
function flushSchedulerQueue () {
 ...
  callUpdatedHooks(updatedQueue)
 ...
}

function callUpdatedHooks (queue) {
  let i = queue.length
  while (i--) {
    const watcher = queue[i]
    const vm = watcher.vm
    if (vm._watcher === watcher && vm._isMounted) {
      callHook(vm, 'updated')
    }
  }
}

當Vue例項需要進行銷燬的時候回撥beforeDestroy 、destroyed這兩個函式鉤子,它們的實現是在/src/core/instance/lifecycle.js下的Vue.prototype.$destroy中:


  Vue.prototype.$destroy = function () {
    const vm: Component = this
    if (vm._isBeingDestroyed) {
      return
    }
    callHook(vm, 'beforeDestroy')
    vm._isBeingDestroyed = true
    // remove self from parent
    const parent = vm.$parent
    if (parent && !parent._isBeingDestroyed && !vm.$options.abstract) {
      remove(parent.$children, vm)
    }
    // teardown watchers
    if (vm._watcher) {
      vm._watcher.teardown()
    }
    let i = vm._watchers.length
    while (i--) {
      vm._watchers[i].teardown()
    }
    // remove reference from data ob
    // frozen object may not have observer.
    if (vm._data.__ob__) {
      vm._data.__ob__.vmCount--
    }
    // call the last hook...
    vm._isDestroyed = true
    // invoke destroy hooks on current rendered tree
    vm.__patch__(vm._vnode, null)
    // fire destroyed hook
    callHook(vm, 'destroyed')
    // turn off all instance listeners.
    vm.$off()
    // remove __vue__ reference
    if (vm.$el) {
      vm.$el.__vue__ = null
    }
    // release circular reference (#6759)
    if (vm.$vnode) {
      vm.$vnode.parent = null
    }
  }

$destroy這個原型函式中,執行了Vue的銷燬操作,我們可以看到在執行銷燬操作之前呼叫了callHook(vm, 'beforeDestroy'),然後執行了一系列的銷燬操作,包括刪除掉所有的自身(self)、_watcher、資料引用等等,刪除完成之後呼叫callHook(vm, 'destroyed')

截止到這裡,整個Vue生命週期圖示中的所有生命週期鉤子都已經被執行完成了。那麼剩下的activated、deactivated、errorCaptured這三個鉤子函式是在何時被執行的呢?我們知道這三個函式都是針對於元件(component)的鉤子函式。其中activated、deactivated這兩個鉤子函式分別是在keep-alive 元件啟用和停用之後回撥的,它們不牽扯到整個Vue的生命週期之中activated、deactivated這兩個鉤子函式的實現程式碼都在/src/core/instance/lifecycle.js下:

export function activateChildComponent (vm: Component, direct?: boolean) {
  if (direct) {
    vm._directInactive = false
    if (isInInactiveTree(vm)) {
      return
    }
  } else if (vm._directInactive) {
    return
  }
  if (vm._inactive || vm._inactive === null) {
    vm._inactive = false
    for (let i = 0; i < vm.$children.length; i++) {
      activateChildComponent(vm.$children[i])
    }
    callHook(vm, 'activated')
  }
}

export function deactivateChildComponent (vm: Component, direct?: boolean) {
  if (direct) {
    vm._directInactive = true
    if (isInInactiveTree(vm)) {
      return
    }
  }
  if (!vm._inactive) {
    vm._inactive = true
    for (let i = 0; i < vm.$children.length; i++) {
      deactivateChildComponent(vm.$children[i])
    }
    callHook(vm, 'deactivated')
  }
}

而對於errorCaptured來說,它是在2.5.0之後新增的一個鉤子函式,它的程式碼在/src/core/util/error.js中:

export function handleError (err: Error, vm: any, info: string) {
  if (vm) {
    let cur = vm
    while ((cur = cur.$parent)) {
      const hooks = cur.$options.errorCaptured
      if (hooks) {
        for (let i = 0; i < hooks.length; i++) {
          try {
            const capture = hooks[i].call(cur, err, vm, info) === false
            if (capture) return
          } catch (e) {
            globalHandleError(e, cur, 'errorCaptured hook')
          }
        }
      }
    }
  }
  globalHandleError(err, vm, info)
}

function globalHandleError (err, vm, info) {
  if (config.errorHandler) {
    try {
      return config.errorHandler.call(null, err, vm, info)
    } catch (e) {
      logError(e, null, 'config.errorHandler')
    }
  }
  logError(err, vm, info)
}

function logError (err, vm, info) {
  if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
    warn(`Error in ${info}: "${err.toString()}"`, vm)
  }
  /* istanbul ignore else */
  if ((inBrowser || inWeex) && typeof console !== 'undefined') {
    console.error(err)
  } else {
    throw err
  }
}

他是唯一一個沒有通過callHook方法來執行的鉤子函式,而是直接通過遍歷cur(vm).$options.errorCaptured,來執行config.errorHandler.call(null, err, vm, info)的鉤子函式。整個邏輯的結構與callHook使非常類似的。

截止到目前Vue中所有的生命週期鉤子我們都已經介紹完成了,其中涉及到了一些原始碼的基礎,是因為我覺得配合原始碼來一起看的話,會對整個Vue的執行過程有個更好的理解。大家一定要下載下來Vue的原始碼,對照著我們的講解來走一遍這個流程。


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