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奇葩说框架之React编译原理

前言

说起React的编译,大家最熟悉的莫过于JSX的编译了。都说JSX会被babel编译成React.createElement方法,那它具体是怎么实现的呢?在React17版本中,又做了哪些改进呢?带着这些问题,我们去React的源码世界里去一探究竟!

JSX编译

React的历史上,经过了两代编译器,第一代是React自己研发的,叫JSXTransformer.js。但在2015年,React官方发表了一篇文章,表示JSXTransformer.js已经废弃,交给babel来完成JSX编译的编译工作。

由于一代编译器早已废弃,且babel完全实现了JSXTransformer.js的功能,所以我们接下来的内容,都是围绕babel版本的二代编译器来展开。

先来看下babel官网的编译工具编译出来的JSX代码是什么样子的。

babel支持两种React Runtime: 旧版本的classic和17版本引入的新的转换方式automatic。如下图:

当选择了classic模式,会是下面的编译结果:

原码

const Button = () => {
  return <button>我是一个按钮</button>
}

编译后

"use strict";

const Button = () => {
  return 
  /*#__PURE__*/
  React.createElement(
    "button", 
    null, 
    "\u6211\u662F\u4E00\u4E2A\u6309\u94AE"
  );
};

当选择了automatic模式,会变成下面的编译结果:

原码

const Button = () => {
  return <button>我是一个按钮</button>
}

编译后

"use strict";

var _jsxRuntime = require("react/jsx-runtime");

const Button = () => {
  return 
  /*#__PURE__*/
  (0, _jsxRuntime.jsx)("button", {
    children: "\u6211\u662F\u4E00\u4E2A\u6309\u94AE"
  });
};

从上面的对比编译结果可以看出,新版本的编译不再需要引入React,而是引入了新的编译函数。

React升级编译方式的原因,官网上有详细的说明,包括怎么升级、老版本如何兼容都有介绍,详情可以查看文章介绍全新的 JSX 转换。

接下来,我们从使用React脚手架创建一个项目开始,看看它是怎么一步步实现JSX的编译的。

下面是执行JSX编译的完整路径:

create-react-app

在使用create-react-app创建出的项目里,找到它的webpack配置文件,在配置文件中找到jsx的编译配置如下:

这里引入了babel的预设插件babel-preset-react-app,说明React把jsx的编译交给了该插件处理。

这里需要注意下,引入插件的时候,传入了一个参数runtime,这个runtime就是前面演示babel编译时,可选的runtime。它根据hasJsxRuntime的值判断要使用那种运行时,若为true,则使用新版的jsx编译automatic,否则使用旧版的classic。那这个hasJsxRuntime是怎么取值的呢?我们继续看。

源码很简单,就是根据当前编译环境变量是否选择使用新版编译方式,若是,还需要单独引入新的编译入口文件,否则采用旧版编译。

我们继续看babel-preset-react-app插件做了什么。

babel-preset-react-app

这个包是为create-react-app创建出的项目添加babel预设的,看下它的核心配置:

这里又引入了新包@babel/preset-react,并传递了3个参数,其中增加了runtime,取值为引入该插件时,传递进来的runtime值,并设置了默认值为classic

@babel/preset-react

这个包统一处理React的语法转换,所有的React插件都需要引入这个babel预设。

源码实现也很简单,先是对返回值做了默认值处理,再根据处理后的环境变量,决定返回编译入口方法,如图中红框所示。这里,我们只看生产环境的源码。那么,终于到了最最核心的处理逻辑,也就是@babel/plugin-transform-react-jsx包。

@babel/plugin-transform-react-jsx

我们知道,babel在编译代码时,会经历三个步骤:解析转换生成

  • 解析:该步骤将接收代码并生成AST抽象语法树,这期间会经历词法分析语法分析两个阶段。
  • 转换:经过解析步骤后,接收到AST树,经过一系列的添加、更改、删除操作,转换成我们需要的新的AST结构,这步也是最复杂的一步。
  • 生成:拿到转换后的语法树后,再使用生成器生成最终的代码。

这里,我们重点解析转换的过程。

还是拿前面我们写的Button示例作为我们的模板代码,看下它转换过程中的变化。

原始代码

const Button = () => {
  return <button>我是一个按钮</button>
}

转换前的AST树

ast: Node {
  type: 'File',
  start: 0,
  end: 81,
  loc: SourceLocation {
    start: [Position],
    end: [Position],
    filename: undefined,
    identifierName: undefined
  },
  errors: [],
  program: Node {
    type: 'Program',
    start: 0,
    end: 81,
    loc: [SourceLocation],
    sourceType: 'module',
    interpreter: null,
    body: [Array],
    directives: [],
    leadingComments: undefined,
    innerComments: undefined,
    trailingComments: undefined
  },
  comments: [],
  leadingComments: undefined,
  innerComments: undefined,
  trailingComments: undefined
}

转换后的AST(jsx编译)

{
  type: 'CallExpression',
  callee: { type: 'Identifier', name: '_jsx' },
  arguments: [
    { type: 'StringLiteral', value: 'button' },
    { type: 'ObjectExpression', properties: [Array] }
  ],
  leadingComments: [ { type: 'CommentBlock', value: '#__PURE__' } ],
  typeAnnotation: undefined,
  typeParameters: undefined,
  returnType: undefined,
  start: 32,
  loc: SourceLocation {
    start: Position { line: 2, column: 9 },
    end: Position { line: 2, column: 33 },
    filename: undefined,
    identifierName: undefined
  },
  end: 56,
  trailingComments: [],
  innerComments: []
}

转换后的AST(React.createElement编译)

{
  type: 'CallExpression',
  callee: {
    type: 'MemberExpression',
    object: { type: 'Identifier', name: 'React' },
    property: { type: 'Identifier', name: 'createElement' },
    computed: false,
    optional: null
  },
  arguments: [
    Node {
      type: 'Identifier',
      start: 201,
      end: 204,
      loc: [SourceLocation],
      name: 'App',
      leadingComments: undefined,
      innerComments: undefined,
      trailingComments: undefined
    },
    { type: 'NullLiteral' }
  ],
  leadingComments: [ { type: 'CommentBlock', value: '#__PURE__' } ],
  typeAnnotation: undefined,
  typeParameters: undefined,
  returnType: undefined,
  start: 200,
  loc: SourceLocation {
    start: Position { line: 9, column: 4 },
    end: Position { line: 9, column: 11 },
    filename: undefined,
    identifierName: undefined
  },
  end: 207,
  trailingComments: [],
  innerComments: []
}

拿到上面的AST结构后,生成器会采用深度优先遍历的原则,遍历AST树,并生成最终的代码。

好了,现在让我们看看它是怎么实现转换的吧。

在这个插件里,核心处理逻辑如下:

遍历AST树时,每个节点都是一个访问者,当不同类型(也就是AST结构里的type)的节点到来时,会执行visitor中同类型名的函数。

转换前的AST只有一个节点,它的类型是一个函数,也就是Program。那么它在访问时,会执行到Program这个函数中。

经过上述的转换,我们就能拿到最终的结构了,但是对于jsx的编译方式,在节点离开时,对结构又做了一次处理,这里的处理主要是两种编译方法的参数兼容,看JSXElement方法的调用:

这里主要处理的是jsx的参数,我们来看下buildJSXElementCall方法:

官方文档上也做了注释说明,对于React.jsx,有三个参数key__source__self是通过单独的参数传递的,而不是通过args对象传递的。我们需要通过props过滤掉这三个值,再把它们以单独的参数形式传递。

React.createElement和jsx

经过前面的编译,我们看到原始代码已经被编译成了React.createElement或者jsx,到此,JSX语法糖的编译完成。React.createElementjsx会依据type类型创建并返回一个新的ReactElement

在[奇葩说框架之react组件及逻辑复用] 一文中也讲到,react组件拿到编译后生成的ReactElement节点对象后,通过调用render函数,经过复杂的渲染过程,最终呈现出渲染后的页面。我们【奇葩说框架】的系列文章里,有专门一节是讲React渲染的,关注我们接下来两期的文章就能看到了!

另附React.createElementjsx的源码对比:

配置编译方式

如果是17版本的react默认会使用新的编译方式,若要使用旧版,前面说过它有个判断条件DISABLE_NEW_JSX_TRANSFORM=true,只需要如下图新增的脚本build-create一样,添加上条件即可:

总结

以上就是React编译的主要内容,由于都是本人对源码的解读,可能会有理解不到位的地方,期待大家的指导补充,共同学习。

参考资料

[1]介绍全新的 JSX 转换: https://zh-hans.reactjs.org/blog/2020/09/22/introducing-the-new-jsx-transform.html

[2]Deprecating JSTransform and react-tools: https://reactjs.org/blog/2015/06/12/deprecating-jstransform-and-react-tools.html


https://mp.weixin.qq.com/s/utVRZ8arMCWoL8JHxOMCbw

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