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Svelte实现原理

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Svelte问世很久了,一直想写一篇好懂的原理分析文章,拖了这么久终于写了。

Demo1

首先来看编译时,考虑如下App组件代码:

<h1>{count}</h1>
<script>
  let count = 0;
</script>

这段代码经由编译器编译后产生如下代码,包括三部分:

create_fragment方法

count的声明语句

class App的声明语句

// 省略部分代码…
function create_fragment(ctx) {
  let h1; 
  return {
    c() {
      h1 = element("h1");
      h1.textContent = `${count}`;
    },
    m(target, anchor) {
      insert(target, h1, anchor);
    },
    d(detaching) {
      if (detaching) detach(h1);
    }
  };
} 
let count = 0; 
class App extends SvelteComponent {
  constructor(options) {
    super();
    init(this, options, null, create_fragment, safe_not_equal, {});
  }
} 
export default App;

create_fragment

首先来看create_fragment方法,他是编译器根据AppUI编译而成,提供该组件与浏览器交互的方法,在上述编译结果中,包含3个方法:

c,代表create,用于根据模版内容,创建对应DOM Element。例子中创建H1对应DOM Element

h1 = element("h1");
h1.textContent = `${count}`;

m,代表mount,用于将c创建的DOM Element插入页面,完成组件首次渲染。例子中会将H1插入页面:

insert(target, h1, anchor);

insert方法会调用target.insertBefore

function insert(target, node, anchor) {
  target.insertBefore(node, anchor || null);
}

d,代表detach,用于将组件对应DOM Element从页面中移除。例子中会移除H1

if (detaching) detach(h1);

detach方法会调用parentNode.removeChild

function detach(node) {
  node.parentNode.removeChild(node);
}

仔细观察流程图,会发现App组件编译的产物没有图中fragment内的p方法。

这是因为App没有变化状态的逻辑,所以相应方法不会出现在编译产物中。

可以发现,create_fragment返回的cm方法用于组件首次渲染。那么是谁调用这些方法呢?

SvelteComponent

每个组件对应一个继承自SvelteComponentclass,实例化时会调用init方法完成组件初始化,create_fragment会在init中调用:

class App extends SvelteComponent {
  constructor(options) {
    super();
    init(this, options, null, create_fragment, safe_not_equal, {});
  }
}

总结一下,流程图中虚线部分在Demo1中的编译结果为:

fragment:编译为create_fragment方法的返回值

UIcreate_fragment返回值中m方法的执行结果

ctx:代表组件的上下文,由于例子中只包含一个不会改变的状态count,所以ctx就是count的声明语句

可以改变状态的Demo

现在修改Demo,增加update方法,为H1绑定点击事件,点击后count改变:

<h1 on:click="{update}">{count}</h1> 
<script>
  let count = 0;
  function update() {
    count++;
  }
</script>

编译产物发生变化,ctx的变化如下:

// 从module顶层的声明语句
let count = 0; 
// 变为instance方法
function instance($$self, $$props, $$invalidate) {
  let count = 0; 
  function update() {
    $$invalidate(0, count++, count);
  } 
  return [count, update];
}

countmodule顶层的声明语句变为instance方法内的变量。之所以产生如此变化是因为App可以实例化多个:

// 模版中定义3个App
<App/>
<App/>
<App/>
// 当count不可变时,页面渲染为:<h1>0</h1>
<h1>0</h1>
<h1>0</h1>

count不可变时,所有App可以复用同一个count。但是当count可变时,根据不同App被点击次数不同,页面可能渲染为:

<h1>0</h1>
<h1>3</h1>
<h1>1</h1>

所以每个App需要有独立的上下文保存count,这就是instance方法的意义。推广来说,Svelte编译器会追踪<script>内所有变量声明:

一旦发现,就会将该变量提取到instance中,instance执行后的返回值就是组件对应ctx

同时,如果执行如上操作的语句可以通过模版被引用,则该语句会被$$invalidate包裹。

Demo2中,update方法满足:

所以编译后的update内改变count的语句被$$invalidate方法包裹:

// 源代码中的update
function update() {
  count++;
} 
// 编译后instance中的update
function update() {
  $$invalidate(0, count++, count);
}

p方法是Demo2中新的编译产物,除了p之外,create_fragment已有的方法也产生相应变化:

c() {
  h1 = element("h1");
  // count的值变为从ctx中获取
  t = text(/*count*/ ctx[0]);
},
m(target, anchor) {
  insert(target, h1, anchor);
  append(h1, t);
  // 事件绑定
  dispose = listen(h1, "click", /*update*/ ctx[1]);
},
p(ctx, [dirty]) {
  // set_data会更新t保存的文本节点
  if (dirty & /*count*/ 1) set_data(t, /*count*/ ctx[0]);
},
d(detaching) {
  if (detaching) detach(h1);
  // 事件解绑
  dispose();
}

p方法会执行$$invalidate中标记为dirty的项对应的更新函数。

Demo2中,App UI中只引用了状态count,所以update方法中只有一个if语句,如果UI中引用了多个状态,则p方法中也会包含多个if语句:

// UI中引用多个状态 
<h1 on:click="{count0++}">{count0}</h1>
<h1 on:click="{count1++}">{count1}</h1>
<h1 on:click="{count2++}">{count2}</h1>

对应p方法包含多个if语句:

p(new_ctx, [dirty]) {
  ctx = new_ctx;
  if (dirty & /*count*/ 1) set_data(t0, /*count*/ ctx[0]);
  if (dirty & /*count1*/ 2) set_data(t2, /*count1*/ ctx[1]);
  if (dirty & /*count2*/ 4) set_data(t4, /*count2*/ ctx[2]);
},

Demo2完整的更新步骤如下:

  1. 点击H1触发回调函数update
  2. update内调用$$invalidate,更新ctx中的count,标记countdirty,调度更新
  3. 执行p方法,进入dirty的项(即count)对应if语句,执行更新对应DOM Element的方法

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