【Vue】Vue 3.0 进阶之指令探秘
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2021-02-18 15:34
在 Vue 的项目中，我们经常会遇到 v-if、v-show、v-for 或 v-model 这些内置指令，它们为我们提供了不同的功能。除了使用这些内置指令之外，Vue 也允许注册自定义指令。
接下来，阿宝哥将使用 Vue 3 官方文档 自定义指令 章节中使用的示例，来一步步揭开自定义指令背后的秘密。
提示：在阅读本文前，建议您先阅读 Vue 3 官方文档 自定义指令 章节的内容。
一、自定义指令
1、注册全局自定义指令
const app = Vue.createApp({})
// 注册一个全局自定义指令 v-focus
app.directive('focus', {
// 当被绑定的元素挂载到 DOM 中时被调用
mounted(el) {
// 聚焦元素
el.focus()
}
})
2、使用全局自定义指令
<div id="app">
<input v-focus />
div>
3、完整的使用示例
<div id="app">
<input v-focus />
div>
<script>
const { createApp } = Vue
const app = Vue.createApp({}) // ①
app.directive('focus', { // ②
// 当被绑定的元素挂载到 DOM 中时被调用
mounted(el) {
el.focus() // 聚焦元素
}
})
app.mount('#app') // ③
script>
当页面加载完成后，页面中的输入框元素将自动获得焦点。该示例的代码比较简单，主要包含 3 个步骤：创建 App 对象、注册全局自定义指令和应用挂载。其中创建 App 对象的细节，阿宝哥会在后续的文章中单独介绍，下面我们将重点分析其他 2 个步骤。首先我们先来分析注册全局自定义指令的过程。
二、注册全局自定义指令的过程
在以上示例中，我们使用 app 对象的 directive 方法来注册全局自定义指令：
app.directive('focus', {
// 当被绑定的元素挂载到 DOM 中时被调用
mounted(el) {
el.focus() // 聚焦元素
}
})
当然，除了注册全局自定义指令外，我们也可以注册局部指令，因为组件中也接受一个 directives 的选项：
directives: {
focus: {
mounted(el) {
el.focus()
}
}
}
对于以上示例来说，我们使用的 app.directive 方法被定义在 runtime-core/src/apiCreateApp.ts 文件中：
// packages/runtime-core/src/apiCreateApp.ts
export function createAppAPI<HostElement>(
render: RootRenderFunction,
hydrate?: RootHydrateFunction
): CreateAppFunction<HostElement> {
return function createApp(rootComponent, rootProps = null) {
const context = createAppContext()
let isMounted = false
const app: App = (context.app = {
// 省略部分代码
_context: context,
// 用于注册或检索全局指令。
directive(name: string, directive?: Directive) {
if (__DEV__) {
validateDirectiveName(name)
}
if (!directive) {
return context.directives[name] as any
}
if (__DEV__ && context.directives[name]) {
warn(`Directive "${name}" has already been registered in target app.`)
}
context.directives[name] = directive
return app
},
return app
}
}
通过观察以上代码，我们可以知道 directive 方法支持以下两个参数：
name：表示指令的名称； directive（可选）：表示指令的定义。
name 参数比较简单，所以我们重点分析 directive 参数，该参数的类型是 Directive 类型：
// packages/runtime-core/src/directives.ts
export type Directiveany, V = any> =
| ObjectDirective
| FunctionDirective
由上可知 Directive 类型属于联合类型，所以我们需要继续分析 ObjectDirective 和 FunctionDirective 类型。这里我们先来看一下 ObjectDirective 类型的定义：
// packages/runtime-core/src/directives.ts
export interface ObjectDirective {
created?: DirectiveHooknull, V>
beforeMount?: DirectiveHooknull, V>
mounted?: DirectiveHooknull, V>
beforeUpdate?: DirectiveHookany, T>, V>
updated?: DirectiveHookany, T>, V>
beforeUnmount?: DirectiveHooknull, V>
unmounted?: DirectiveHooknull, V>
getSSRProps?: SSRDirectiveHook
}
该类型定义了对象类型的指令，对象上的每个属性表示指令生命周期上的钩子。而 FunctionDirective 类型则表示函数类型的指令：
// packages/runtime-core/src/directives.ts
export type FunctionDirectiveany, V = any> = DirectiveHookany, V>
export type DirectiveHookany, Prev = VNode<any, T> | null, V = any> = (
el: T,
binding: DirectiveBinding,
vnode: VNode<any, T>,
prevVNode: Prev
) => void
介绍完 Directive 类型，我们再回顾一下前面的示例，相信你就会清晰很多：
app.directive('focus', {
// 当被绑定的元素挂载到 DOM 中时触发
mounted(el) {
el.focus() // 聚焦元素
}
})
对于以上示例，当我们调用 app.directive 方法注册自定义 focus 指令时，就会执行以下逻辑：
directive(name: string, directive?: Directive) {
if (__DEV__) { // 避免自定义指令名称，与已有的内置指令名称冲突
validateDirectiveName(name)
}
if (!directive) { // 获取name对应的指令对象
return context.directives[name] as any
}
if (__DEV__ && context.directives[name]) {
warn(`Directive "${name}" has already been registered in target app.`)
}
context.directives[name] = directive // 注册全局指令
return app
}
当 focus 指令注册成功之后，该指令会被保存在 context 对象的 directives 属性中，具体如下图所示：
顾名思义 context 是表示应用的上下文对象，那么该对象是如何创建的呢？其实，该对象是通过 createAppContext 函数来创建的：
const context = createAppContext()
而 createAppContext 函数被定义在 runtime-core/src/apiCreateApp.ts 文件中：
// packages/runtime-core/src/apiCreateApp.ts
export function createAppContext(): AppContext {
return {
app: null as any,
config: {
isNativeTag: NO,
performance: false,
globalProperties: {},
optionMergeStrategies: {},
isCustomElement: NO,
errorHandler: undefined,
warnHandler: undefined
},
mixins: [],
components: {},
directives: {},
provides: Object.create(null)
}
}
看到这里，是不是觉得注册全局自定义指令的内部处理逻辑其实挺简单的。那么对于已注册的 focus 指令，何时会被调用呢？要回答这个问题，我们就需要分析另一个步骤 —— 应用挂载。
三、应用挂载的过程
为了更加直观地了解应用挂载的过程，阿宝哥利用 Chrome 开发者工具，记录了应用挂载的主要过程：
通过上图，我们就可以知道应用挂载期间所经历的主要过程。此外，从图中我们也发现了一个与指令相关的函数 resolveDirective。很明显，该函数用于解析指令，且该函数在 render 方法中会被调用。在源码中，我们找到了该函数的定义：
// packages/runtime-core/src/helpers/resolveAssets.ts
export function resolveDirective(name: string): Directive | undefined {
return resolveAsset(DIRECTIVES, name)
}
在 resolveDirective 函数内部，会继续调用 resolveAsset 函数来执行具体的解析操作。在分析 resolveAsset 函数的具体实现之前，我们在 resolveDirective 函数内部加个断点，来一睹 render 方法的 “芳容”：
在上图中，我们看到了与 focus 指令相关的 _resolveDirective("focus") 函数调用。前面我们已经知道在 resolveDirective 函数内部会继续调用 resolveAsset 函数，该函数的具体实现如下：
// packages/runtime-core/src/helpers/resolveAssets.ts
function resolveAsset(
type: typeof COMPONENTS | typeof DIRECTIVES,
name: string,
warnMissing = true
) {
const instance = currentRenderingInstance || currentInstance
if (instance) {
const Component = instance.type
// 省略解析组件的处理逻辑
const res =
// 局部注册
resolve(instance[type] || (Component as ComponentOptions)[type], name) ||
// 全局注册
resolve(instance.appContext[type], name)
return res
} else if (__DEV__) {
warn(
`resolve${capitalize(type.slice(0, -1))} ` +
`can only be used in render() or setup().`
)
}
}
因为注册 focus 指令时，使用的是全局注册的方式，所以解析的过程会执行 resolve(instance.appContext[type], name) 该语句，其中 resolve 方法的定义如下：
function resolve(registry: Record<string, any> | undefined, name: string) {
return (
registry &&
(registry[name] ||
registry[camelize(name)] ||
registry[capitalize(camelize(name))])
)
}
分析完以上的处理流程，我们可以知道在解析全局注册的指令时，会通过 resolve 函数从应用的上下文对象中获取已注册的指令对象。在获取到 _directive_focus 指令对象后，render 方法内部会继续调用 _withDirectives 函数，用于把指令添加到 VNode 对象上，该函数被定义在 runtime-core/src/directives.ts 文件中：
// packages/runtime-core/src/directives.ts
export function withDirectives<T extends VNode>(
vnode: T,
directives: DirectiveArguments
): T {
const internalInstance = currentRenderingInstance // 获取当前渲染的实例
const instance = internalInstance.proxy
const bindings: DirectiveBinding[] = vnode.dirs || (vnode.dirs = [])
for (let i = 0; i < directives.length; i++) {
let [dir, value, arg, modifiers = EMPTY_OBJ] = directives[i]
// 在 mounted 和 updated 时，触发相同行为，而不关系其他的钩子函数
if (isFunction(dir)) { // 处理函数类型指令
dir = {
mounted: dir,
updated: dir
} as ObjectDirective
}
bindings.push({
dir,
instance,
value,
oldValue: void 0,
arg,
modifiers
})
}
return vnode
}
因为一个节点上可能会应用多个指令，所以 withDirectives 函数在 VNode 对象上定义了一个 dirs 属性且该属性值为数组。对于前面的示例来说，在调用 withDirectives 函数之后，VNode 对象上就会新增一个 dirs 属性，具体如下图所示：
通过上面的分析，我们已经知道在组件的 render 方法中，我们会通过 withDirectives 函数把指令注册对应的 VNode 对象上。那么 focus 指令上定义的钩子什么时候会被调用呢？在继续分析之前，我们先来介绍一下指令对象所支持的钩子函数。
一个指令定义对象可以提供如下几个钩子函数 (均为可选)：
created：在绑定元素的属性或事件监听器被应用之前调用。beforeMount：当指令第一次绑定到元素并且在挂载父组件之前调用。mounted：在绑定元素的父组件被挂载后调用。beforeUpdate：在更新包含组件的 VNode 之前调用。updated：在包含组件的 VNode 及其子组件的 VNode 更新后调用。beforeUnmount：在卸载绑定元素的父组件之前调用。unmounted：当指令与元素解除绑定且父组件已卸载时，只调用一次。
介绍完这些钩子函数之后，我们再来回顾一下前面介绍的 ObjectDirective 类型：
// packages/runtime-core/src/directives.ts
export interface ObjectDirective {
created?: DirectiveHooknull, V>
beforeMount?: DirectiveHooknull, V>
mounted?: DirectiveHooknull, V>
beforeUpdate?: DirectiveHookany, T>, V>
updated?: DirectiveHookany, T>, V>
beforeUnmount?: DirectiveHooknull, V>
unmounted?: DirectiveHooknull, V>
getSSRProps?: SSRDirectiveHook
}
好的，接下来我们来分析一下 focus 指令上定义的钩子什么时候被调用。同样，阿宝哥在 focus 指令的 mounted 方法中加个断点：
在图中右侧的调用栈中，我们看到了 invokeDirectiveHook 函数，很明显该函数的作用就是调用指令上已注册的钩子。出于篇幅考虑，具体的细节阿宝哥就不继续介绍了，感兴趣的小伙伴可以自行断点调试一下。
四、阿宝哥有话说
4.1 Vue 3 有哪些内置指令？
在介绍注册全局自定义指令的过程中，我们看到了一个 validateDirectiveName 函数，该函数用于验证自定义指令的名称，从而避免自定义指令名称，与已有的内置指令名称冲突。
// packages/runtime-core/src/directives.ts
export function validateDirectiveName(name: string) {
if (isBuiltInDirective(name)) {
warn('Do not use built-in directive ids as custom directive id: ' + name)
}
}
在 validateDirectiveName 函数内部，会通过 isBuiltInDirective(name) 语句来判断是否为内置指令：
const isBuiltInDirective = /*#__PURE__*/ makeMap(
'bind,cloak,else-if,else,for,html,if,model,on,once,pre,show,slot,text'
)
以上代码中的 makeMap 函数，用于生成一个 map 对象（Object.create(null)）并返回一个函数，用于检测某个 key 是否存在 map 对象中。另外，通过以上代码，我们就可以很清楚地了解 Vue 3 中为我们提供了哪些内置指令。
4.2 指令有几种类型？
在 Vue 3 中指令分为 ObjectDirective 和 FunctionDirective 两种类型：
// packages/runtime-core/src/directives.ts
export type Directiveany, V = any> =
| ObjectDirective
| FunctionDirective
ObjectDirective
export interface ObjectDirective {
created?: DirectiveHooknull, V>
beforeMount?: DirectiveHooknull, V>
mounted?: DirectiveHooknull, V>
beforeUpdate?: DirectiveHookany, T>, V>
updated?: DirectiveHookany, T>, V>
beforeUnmount?: DirectiveHooknull, V>
unmounted?: DirectiveHooknull, V>
getSSRProps?: SSRDirectiveHook
}
FunctionDirective
export type FunctionDirectiveany, V = any> = DirectiveHookany, V>
export type DirectiveHookany, Prev = VNode<any, T> | null, V = any> = (
el: T,
binding: DirectiveBinding,
vnode: VNode<any, T>,
prevVNode: Prev
) => void
如果你想在 mounted 和 updated 时触发相同行为，而不关心其他的钩子函数。那么你可以通过将回调函数传递给指令来实现：
app.directive('pin', (el, binding) => {
el.style.position = 'fixed'
const s = binding.arg || 'top'
el.style[s] = binding.value + 'px'
})
4.3 注册全局指令与局部指令有什么区别？
注册全局指令
app.directive('focus', {
// 当被绑定的元素挂载到 DOM 中时被调用
mounted(el) {
el.focus() // 聚焦元素
}
});
注册局部指令
const Component = defineComponent({
directives: {
focus: {
mounted(el) {
el.focus()
}
}
},
render() {
const { directives } = this.$options;
return [withDirectives(h('input'), [[directives.focus, ]])]
}
});
解析全局注册和局部注册的指令
// packages/runtime-core/src/helpers/resolveAssets.ts
function resolveAsset(
type: typeof COMPONENTS | typeof DIRECTIVES,
name: string,
warnMissing = true
) {
const instance = currentRenderingInstance || currentInstance
if (instance) {
const Component = instance.type
// 省略解析组件的处理逻辑
const res =
// 局部注册
resolve(instance[type] || (Component as ComponentOptions)[type], name) ||
// 全局注册
resolve(instance.appContext[type], name)
return res
}
}
4.4 内置指令和自定义指令生成的渲染函数有什么区别？
要了解内置指令和自定义指令生成的渲染函数的区别，阿宝哥以 v-if 、v-show 内置指令和 v-focus 自定义指令为例，然后使用 Vue 3 Template Explorer 这个在线工具来编译生成渲染函数：
v-if 内置指令
if="isShow" />
const _Vue = Vue
return function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
with (_ctx) {
const { createVNode: _createVNode, openBlock: _openBlock,
createBlock: _createBlock, createCommentVNode: _createCommentVNode } = _Vue
return isShow
? (_openBlock(), _createBlock("input", { key: 0 }))
: _createCommentVNode("v-if", true)
}
}
对于 v-if 指令来说，在编译后会通过 ?: 三目运算符来实现动态创建节点的功能。
v-show 内置指令
"isShow" />
const _Vue = Vue
return function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
with (_ctx) {
const { vShow: _vShow, createVNode: _createVNode, withDirectives: _withDirectives,
openBlock: _openBlock, createBlock: _createBlock } = _Vue
return _withDirectives((_openBlock(), _createBlock("input", null, null, 512 /* NEED_PATCH */)), [
[_vShow, isShow]
])
}
}
以上示例中的 vShow 指令被定义在 packages/runtime-dom/src/directives/vShow.ts 文件中，该指令属于 ObjectDirective 类型的指令，该指令内部定义了 beforeMount、mounted、updated 和 beforeUnmount 四个钩子。
v-focus 自定义指令
const _Vue = Vue
return function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
with (_ctx) {
const { resolveDirective: _resolveDirective, createVNode: _createVNode,
withDirectives: _withDirectives, openBlock: _openBlock, createBlock: _createBlock } = _Vue
const _directive_focus = _resolveDirective("focus")
return _withDirectives((_openBlock(), _createBlock("input", null, null, 512 /* NEED_PATCH */)), [
[_directive_focus]
])
}
}
通过对比 v-focus 与 v-show 指令生成的渲染函数，我们可知 v-focus 自定义指令与 v-show 内置指令都会通过 withDirectives 函数，把指令注册到 VNode 对象上。而自定义指令相比内置指令来说，会多一个指令解析的过程。
此外，如果在 input 元素上，同时应用了 v-show 和 v-focus 指令，则在调用 _withDirectives 函数时，将使用二维数组：
"isShow" v-focus />
const _Vue = Vue
return function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
with (_ctx) {
const { vShow: _vShow, resolveDirective: _resolveDirective, createVNode: _createVNode,
withDirectives: _withDirectives, openBlock: _openBlock, createBlock: _createBlock } = _Vue
const _directive_focus = _resolveDirective("focus")
return _withDirectives((_openBlock(), _createBlock("input", null, null, 512 /* NEED_PATCH */)), [
[_vShow, isShow],
[_directive_focus]
])
}
}
4.5 如何在渲染函数中应用指令？
除了在模板中应用指令之外，利用前面介绍的 withDirectives 函数，我们可以很方便地在渲染函数中应用指定的指令：
<div id="app">div>
<script>
const { createApp, h, vShow, defineComponent, withDirectives } = Vue
const Component = defineComponent({
data() {
return { value: true }
},
render() {
return [withDirectives(h('div', '我是阿宝哥'), [[vShow, this.value]])]
}
});
const app = Vue.createApp(Component)
app.mount('#app')
script>
本文阿宝哥主要介绍了在 Vue 3 中如何自定义指令、如何注册全局和局部指令。为了让大家能够更深入地掌握自定义指令的相关知识，阿宝哥从源码的角度分析了指令的注册和应用过程。
在后续的文章中，阿宝哥将会介绍一些特殊的指令，当然也会重点分析一下双向绑定的原理，感兴趣的小伙伴不要错过哟。
五、参考资源
Vue 3 官网 - 自定义指令 Vue 3 官网 - 应用 API
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