update

Vue 的 _update 是实例的一个私有方法，它被调用的时机有 2 个，一个是首次渲染，一个是数据更新的时候；由于我们这一章节只分析首次渲染部分，数据更新部分会在之后分析响应式原理的时候涉及。_update 方法的作用是把 VNode 渲染成真实的 DOM，它的定义在 src/core/instance/lifecycle.js 中：

Vue.prototype._update = function (vnode: VNode, hydrating?: boolean) {
  const vm: Component = this
  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.$el, vnode, hydrating, false /* removeOnly */)
  } else {
    // updates
    vm.$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.
}

_update 的核心就是调用 vm.__patch__ 方法，这个方法实际上在不同的平台，比如 web 和 weex 上的定义是不一样的，因此在 web 平台中它的定义在 src/platforms/web/runtime/index.js 中：

Vue.prototype.__patch__ = inBrowser ? patch : noop

可以看到，甚至在 web 平台上，是否是服务端渲染也会对这个方法产生影响。因为在服务端渲染中，没有真实的浏览器 DOM 环境，所以不需要把 VNode 最终转换成 DOM，因此是一个空函数，而在浏览器端渲染中，它指向了 patch 方法，它的定义在 src/platforms/web/runtime/patch.js中：

import * as nodeOps from 'web/runtime/node-ops'
import { createPatchFunction } from 'core/vdom/patch'
import baseModules from 'core/vdom/modules/index'
import platformModules from 'web/runtime/modules/index'

// the directive module should be applied last, after all
// built-in modules have been applied.
const modules = platformModules.concat(baseModules)

export const patch: Function = createPatchFunction({ nodeOps, modules })

该方法的定义是调用 createPatchFunction 方法的返回值，这里传入了一个对象，包含 nodeOps 参数和 modules 参数。其中，nodeOps 封装了一系列 DOM 操作的方法，modules 定义了一些模块的钩子函数的实现，我们这里先不详细介绍，来看一下 createPatchFunction 的实现，它定义在 src/core/vdom/patch.js 中：

const hooks = ['create', 'activate', 'update', 'remove', 'destroy']

export function createPatchFunction (backend) {
  let i, j
  const cbs = {}

  const { modules, nodeOps } = backend

  for (i = 0; i < hooks.length; ++i) {
    cbs[hooks[i]] = []
    for (j = 0; j < modules.length; ++j) {
      if (isDef(modules[j][hooks[i]])) {
        cbs[hooks[i]].push(modules[j][hooks[i]])
      }
    }
  }

  // ...

  return function patch (oldVnode, vnode, hydrating, removeOnly) {
    if (isUndef(vnode)) {
      if (isDef(oldVnode)) invokeDestroyHook(oldVnode)
      return
    }

    let isInitialPatch = false
    const insertedVnodeQueue = []

    if (isUndef(oldVnode)) {
      // empty mount (likely as component), create new root element
      isInitialPatch = true
      createElm(vnode, insertedVnodeQueue)
    } else {
      const isRealElement = isDef(oldVnode.nodeType)
      if (!isRealElement && sameVnode(oldVnode, vnode)) {
        // patch existing root node
        patchVnode(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, removeOnly)
      } else {
        if (isRealElement) {
          // mounting to a real element
          // check if this is server-rendered content and if we can perform
          // a successful hydration.
          if (oldVnode.nodeType === 1 && oldVnode.hasAttribute(SSR_ATTR)) {
            oldVnode.removeAttribute(SSR_ATTR)
            hydrating = true
          }
          if (isTrue(hydrating)) {
            if (hydrate(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue)) {
              invokeInsertHook(vnode, insertedVnodeQueue, true)
              return oldVnode
            } else if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
              warn(
                'The client-side rendered virtual DOM tree is not matching ' +
                'server-rendered content. This is likely caused by incorrect ' +
                'HTML markup, for example nesting block-level elements inside ' +
                '<p>, or missing <tbody>. Bailing hydration and performing ' +
                'full client-side render.'
              )
            }
          }
          // either not server-rendered, or hydration failed.
          // create an empty node and replace it
          oldVnode = emptyNodeAt(oldVnode)
        }

        // replacing existing element
        const oldElm = oldVnode.elm
        const parentElm = nodeOps.parentNode(oldElm)

        // create new node
        createElm(
          vnode,
          insertedVnodeQueue,
          // extremely rare edge case: do not insert if old element is in a
          // leaving transition. Only happens when combining transition +
          // keep-alive + HOCs. (#4590)
          oldElm._leaveCb ? null : parentElm,
          nodeOps.nextSibling(oldElm)
        )

        // update parent placeholder node element, recursively
        if (isDef(vnode.parent)) {
          let ancestor = vnode.parent
          const patchable = isPatchable(vnode)
          while (ancestor) {
            for (let i = 0; i < cbs.destroy.length; ++i) {
              cbs.destroy[i](ancestor)
            }
            ancestor.elm = vnode.elm
            if (patchable) {
              for (let i = 0; i < cbs.create.length; ++i) {
                cbs.create[i](emptyNode, ancestor)
              }
              // #6513
              // invoke insert hooks that may have been merged by create hooks.
              // e.g. for directives that uses the "inserted" hook.
              const insert = ancestor.data.hook.insert
              if (insert.merged) {
                // start at index 1 to avoid re-invoking component mounted hook
                for (let i = 1; i < insert.fns.length; i++) {
                  insert.fns[i]()
                }
              }
            } else {
              registerRef(ancestor)
            }
            ancestor = ancestor.parent
          }
        }

        // destroy old node
        if (isDef(parentElm)) {
          removeVnodes(parentElm, [oldVnode], 0, 0)
        } else if (isDef(oldVnode.tag)) {
          invokeDestroyHook(oldVnode)
        }
      }
    }

    invokeInsertHook(vnode, insertedVnodeQueue, isInitialPatch)
    return vnode.elm
  }
}

createPatchFunction 内部定义了一系列的辅助方法，最终返回了一个 patch 方法，这个方法就赋值给了 vm._update 函数里调用的 vm.__patch__。

在介绍 patch 的方法实现之前，我们可以思考一下为何 Vue.js 源码绕了这么一大圈，把相关代码分散到各个目录。因为前面介绍过，patch 是平台相关的，在 Web 和 Weex 环境，它们把虚拟 DOM 映射到 “平台 DOM” 的方法是不同的，并且对 “DOM” 包括的属性模块创建和更新也不尽相同。因此每个平台都有各自的 nodeOps 和 modules，它们的代码需要托管在 src/platforms 这个大目录下。

而不同平台的 patch 的主要逻辑部分是相同的，所以这部分公共的部分托管在 core 这个大目录下。差异化部分只需要通过参数来区别，这里用到了一个函数柯里化的技巧，通过 createPatchFunction 把差异化参数提前固化，这样不用每次调用 patch 的时候都传递 nodeOps 和 modules 了，这种编程技巧也非常值得学习。

在这里，nodeOps 表示对 “平台 DOM” 的一些操作方法，modules 表示平台的一些模块，它们会在整个 patch 过程的不同阶段执行相应的钩子函数。这些代码的具体实现会在之后的章节介绍。

回到 patch 方法本身，它接收 4个参数，oldVnode 表示旧的 VNode 节点，它也可以不存在或者是一个 DOM 对象；vnode 表示执行 _render 后返回的 VNode 的节点；hydrating 表示是否是服务端渲染；removeOnly 是给 transition-group 用的，之后会介绍。

patch 的逻辑看上去相对复杂，因为它有着非常多的分支逻辑，为了方便理解，我们并不会在这里介绍所有的逻辑，仅会针对我们之前的例子分析它的执行逻辑。之后我们对其它场景做源码分析的时候会再次回顾 patch 方法。

先来回顾我们的例子：

var app = new Vue({
  el: '#app',
  render: function (createElement) {
    return createElement('div', {
      attrs: {
        id: 'app'
      },
    }, this.message)
  },
  data: {
    message: 'Hello Vue!'
  }
})

然后我们在 vm._update 的方法里是这么调用 patch 方法的：

// initial render
vm.$el = vm.__patch__(vm.$el, vnode, hydrating, false /* removeOnly */)

结合我们的例子，我们的场景是首次渲染，所以在执行 patch 函数的时候，传入的 vm.$el 对应的是例子中 id 为 app 的 DOM 对象，这个也就是我们在 index.html 模板中写的 <div id="app">， vm.$el 的赋值是在之前 mountComponent 函数做的，vnode 对应的是调用 render 函数的返回值，hydrating 在非服务端渲染情况下为 false，removeOnly 为 false。

确定了这些入参后，我们回到 patch 函数的执行过程，看几个关键步骤。

const isRealElement = isDef(oldVnode.nodeType)
if (!isRealElement && sameVnode(oldVnode, vnode)) {
  // patch existing root node
  patchVnode(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, removeOnly)
} else {
  if (isRealElement) {
    // mounting to a real element
    // check if this is server-rendered content and if we can perform
    // a successful hydration.
    if (oldVnode.nodeType === 1 && oldVnode.hasAttribute(SSR_ATTR)) {
      oldVnode.removeAttribute(SSR_ATTR)
      hydrating = true
    }
    if (isTrue(hydrating)) {
      if (hydrate(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue)) {
        invokeInsertHook(vnode, insertedVnodeQueue, true)
        return oldVnode
      } else if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
        warn(
          'The client-side rendered virtual DOM tree is not matching ' +
          'server-rendered content. This is likely caused by incorrect ' +
          'HTML markup, for example nesting block-level elements inside ' +
          '<p>, or missing <tbody>. Bailing hydration and performing ' +
          'full client-side render.'
        )
      }
    }      
    // either not server-rendered, or hydration failed.
    // create an empty node and replace it
    oldVnode = emptyNodeAt(oldVnode)
  }

  // replacing existing element
  const oldElm = oldVnode.elm
  const parentElm = nodeOps.parentNode(oldElm)

  // create new node
  createElm(
    vnode,
    insertedVnodeQueue,
    // extremely rare edge case: do not insert if old element is in a
    // leaving transition. Only happens when combining transition +
    // keep-alive + HOCs. (#4590)
    oldElm._leaveCb ? null : parentElm,
    nodeOps.nextSibling(oldElm)
  )
}

由于我们传入的 oldVnode 实际上是一个 DOM container，所以 isRealElement 为 true，接下来又通过 emptyNodeAt 方法把 oldVnode 转换成 VNode 对象，然后再调用 createElm 方法，这个方法在这里非常重要，来看一下它的实现：

function createElm (
  vnode,
  insertedVnodeQueue,
  parentElm,
  refElm,
  nested,
  ownerArray,
  index
) {
  if (isDef(vnode.elm) && isDef(ownerArray)) {
    // This vnode was used in a previous render!
    // now it's used as a new node, overwriting its elm would cause
    // potential patch errors down the road when it's used as an insertion
    // reference node. Instead, we clone the node on-demand before creating
    // associated DOM element for it.
    vnode = ownerArray[index] = cloneVNode(vnode)
  }

  vnode.isRootInsert = !nested // for transition enter check
  if (createComponent(vnode, insertedVnodeQueue, parentElm, refElm)) {
    return
  }

  const data = vnode.data
  const children = vnode.children
  const tag = vnode.tag
  if (isDef(tag)) {
    if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
      if (data && data.pre) {
        creatingElmInVPre++
      }
      if (isUnknownElement(vnode, creatingElmInVPre)) {
        warn(
          'Unknown custom element: <' + tag + '> - did you ' +
          'register the component correctly? For recursive components, ' +
          'make sure to provide the "name" option.',
          vnode.context
        )
      }
    }

    vnode.elm = vnode.ns
      ? nodeOps.createElementNS(vnode.ns, tag)
      : nodeOps.createElement(tag, vnode)
    setScope(vnode)

    /* istanbul ignore if */
    if (__WEEX__) {
      // ...
    } else {
      createChildren(vnode, children, insertedVnodeQueue)
      if (isDef(data)) {
        invokeCreateHooks(vnode, insertedVnodeQueue)
      }
      insert(parentElm, vnode.elm, refElm)
    }

    if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && data && data.pre) {
      creatingElmInVPre--
    }
  } else if (isTrue(vnode.isComment)) {
    vnode.elm = nodeOps.createComment(vnode.text)
    insert(parentElm, vnode.elm, refElm)
  } else {
    vnode.elm = nodeOps.createTextNode(vnode.text)
    insert(parentElm, vnode.elm, refElm)
  }
}

createElm 的作用是通过虚拟节点创建真实的 DOM 并插入到它的父节点中。 我们来看一下它的一些关键逻辑，createComponent 方法目的是尝试创建子组件，这个逻辑在之后组件的章节会详细介绍，在当前这个 case 下它的返回值为 false；接下来判断 vnode 是否包含 tag，如果包含，先简单对 tag 的合法性在非生产环境下做校验，看是否是一个合法标签；然后再去调用平台 DOM 的操作去创建一个占位符元素。

vnode.elm = vnode.ns
  ? nodeOps.createElementNS(vnode.ns, tag)
  : nodeOps.createElement(tag, vnode)

接下来调用 createChildren 方法去创建子元素：

createChildren(vnode, children, insertedVnodeQueue)

function createChildren (vnode, children, insertedVnodeQueue) {
  if (Array.isArray(children)) {
    if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
      checkDuplicateKeys(children)
    }
    for (let i = 0; i < children.length; ++i) {
      createElm(children[i], insertedVnodeQueue, vnode.elm, null, true, children, i)
    }
  } else if (isPrimitive(vnode.text)) {
    nodeOps.appendChild(vnode.elm, nodeOps.createTextNode(String(vnode.text)))
  }
}

createChildren 的逻辑很简单，实际上是遍历子虚拟节点，递归调用 createElm，这是一种常用的深度优先的遍历算法，这里要注意的一点是在遍历过程中会把 vnode.elm 作为父容器的 DOM 节点占位符传入。

接着再调用 invokeCreateHooks 方法执行所有的 create 的钩子并把 vnode push 到 insertedVnodeQueue 中。

 if (isDef(data)) {
  invokeCreateHooks(vnode, insertedVnodeQueue)
}

function invokeCreateHooks (vnode, insertedVnodeQueue) {
  for (let i = 0; i < cbs.create.length; ++i) {
    cbs.create[i](emptyNode, vnode)
  }
  i = vnode.data.hook // Reuse variable
  if (isDef(i)) {
    if (isDef(i.create)) i.create(emptyNode, vnode)
    if (isDef(i.insert)) insertedVnodeQueue.push(vnode)
  }
}

最后调用 insert 方法把 DOM 插入到父节点中，因为是递归调用，子元素会优先调用 insert，所以整个 vnode 树节点的插入顺序是先子后父。来看一下 insert 方法，它的定义在 src/core/vdom/patch.js 上。

insert(parentElm, vnode.elm, refElm)

function insert (parent, elm, ref) {
  if (isDef(parent)) {
    if (isDef(ref)) {
      if (ref.parentNode === parent) {
        nodeOps.insertBefore(parent, elm, ref)
      }
    } else {
      nodeOps.appendChild(parent, elm)
    }
  }
}

insert 逻辑很简单，调用一些 nodeOps 把子节点插入到父节点中，这些辅助方法定义在 src/platforms/web/runtime/node-ops.js 中：

export function insertBefore (parentNode: Node, newNode: Node, referenceNode: Node) {
  parentNode.insertBefore(newNode, referenceNode)
}

export function appendChild (node: Node, child: Node) {
  node.appendChild(child)
}

其实就是调用原生 DOM 的 API 进行 DOM 操作，看到这里，很多同学恍然大悟，原来 Vue 是这样动态创建的 DOM。

在 createElm 过程中，如果 vnode 节点不包含 tag，则它有可能是一个注释或者纯文本节点，可以直接插入到父元素中。在我们这个例子中，最内层就是一个文本 vnode，它的 text 值取的就是之前的 this.message 的值 Hello Vue!。

再回到 patch 方法，首次渲染我们调用了 createElm 方法，这里传入的 parentElm 是 oldVnode.elm 的父元素，在我们的例子是 id 为 #app div 的父元素，也就是 Body；实际上整个过程就是递归创建了一个完整的 DOM 树并插入到 Body 上。

最后，我们根据之前递归 createElm 生成的 vnode 插入顺序队列，执行相关的 insert 钩子函数，这部分内容我们之后会详细介绍。

总结

那么至此我们从主线上把模板和数据如何渲染成最终的 DOM 的过程分析完毕了，我们可以通过下图更直观地看到从初始化 Vue 到最终渲染的整个过程。

我们这里只是分析了最简单和最基础的场景，在实际项目中，我们是把页面拆成很多组件的，Vue 另一个核心思想就是组件化。那么下一章我们就来分析 Vue 的组件化过程。