Vue3 源码解读之 Teleport 组件

Teleport 组件解决的问题

如果要实现一个 “蒙层” 的功能,并且该 “蒙层” 可以遮挡页面上的所有元素,通常情况下我们会选择直接在 标签下渲染 “蒙层” 内容。如果在Vue.js 2 中实现这个功能,只能通过原生 DOM API 来手动搬运 DOM元素实现,这就会使得元素的渲染与 Vue.js 的渲染机制脱节,并会导致各种可预见或不可遇见的问题。

Vue.js 3 中内建的 Teleport 组件,可以将指定内容渲染到特定容器中,而不受DOM层级的限制。可以很好的解决这个问题。

下面,我们来看看 Teleport 组件是如何解决这个问题的。如下是基于 Teleport 组件实现的蒙层组件的模板:

<template>
  <Teleport to="body">
    <div class="overlay"></div>
  </Teleport>
</template>
<style scoped>
  .verlay {
    z-index: 9999;
  }
</style>

可以看到,蒙层组件要渲染的内容都包含在 Teleport 组件内,即作为 Teleport 组件的插槽。通过为 Teleport 组件指定渲染目标 body,即 to 属性的值,该组件就会把它的插槽内容渲染到 body 下,而不会按照模板的 DOM 层级来渲染,于是就实现了跨 DOM 层级的渲染。从而实现了蒙层可以遮挡页面中的所有内容。

Teleport 组件的基本结构

// packages/runtime-core/src/components/Teleport.ts

export const TeleportImpl = {
  // Teleport 组件独有的特性,用作标识
  __isTeleport: true,
  
  // 客户端渲染 Teleport 组件
  process() {},
  
  // 移除 Teleport
  remove() {},
  //  移动 Teleport
  move: moveTeleport,
  // 服务端渲染 Teleport
  hydrate: hydrateTeleport
}

export const Teleport = TeleportImpl as any as {
  __isTeleport: true
  new (): { $props: VNodeProps & TeleportProps }
}

我们对 Teleport 组件的源码做了精简,如上面的代码所示,可以看到,一个组件就是一个选项对象。Teleport 组件上有 __isTeleport、process、remove、move、hydrate 等属性。其中 __isTeleport 属性是 Teleport 组件独有的特性,用作标识。process 函数是渲染 Teleport 组件的主要渲染逻辑,它从渲染器中分离出来,可以避免渲染器逻辑代码 “膨胀”。

Teleport 组件 process 函数

process 函数主要用于在客户端渲染 Teleport 组件。由于 Teleport 组件需要渲染器的底层支持,因此将 Teleport 组件的渲染逻辑从渲染器中分离出来,在 Teleport 组件中实现其渲染逻辑。这么做有以下两点好处:

  • 可以避免渲染器逻辑代码 “膨胀”;
  • 当用户没有使用 Teleport 组件时,由于 Teleport 的渲染逻辑被分离,因此可以利用 Tree-Shaking 机制在最终的 bundle 中删除 Teleport 相关的代码,使得最终构建包的体积变小。

patch 函数中对 process 函数的调用如下:

// packages/runtime-core/src/renderer.ts

const patch: PatchFn = (
    n1,
    n2,
    container,
    anchor = null,
    parentComponent = null,
    parentSuspense = null,
    isSVG = false,
    slotScopeIds = null,
    optimized = __DEV__ && isHmrUpdating ? false : !!n2.dynamicChildren
  ) => {
    
    // 省略部分代码
    
    const { type, ref, shapeFlag } = n2
    switch (type) {
      // 省略部分代码
      default:
        
        // 省略部分代码
        
        // shapeFlag 的类型为 TELEPORT,则它是 Teleport 组件
        // 调用 Teleport 组件选项中的 process 函数将控制权交接出去
        // 传递给 process 函数的第五个参数是渲染器的一些内部方法
        else if (shapeFlag & ShapeFlags.TELEPORT) {
          ;(type as typeof TeleportImpl).process(
            n1 as TeleportVNode,
            n2 as TeleportVNode,
            container,
            anchor,
            parentComponent,
            parentSuspense,
            isSVG,
            slotScopeIds,
            optimized,
            internals
          )
        }
        // 省略部分代码
    }

    // 省略部分代码
  }

从上面的源码中可以看到,我们通过vnode 的 shapeFlag 来判断组件是否是 Teleport 组件。如果是,则直接调用组件选项中定义的 process 函数将渲染控制权完全交接出去,这样就实现了渲染逻辑的分离。

Teleport 组件的挂载

// packages/runtime-core/src/components/Teleport.ts

if (n1 == null) {
  // 首次渲染 Teleport
  // insert anchors in the main view
  // 往 container 中插入 Teleport 的注释
  const placeholder = (n2.el = __DEV__
    ? createComment('teleport start')
    : createText(''))
  const mainAnchor = (n2.anchor = __DEV__
    ? createComment('teleport end')
    : createText(''))
  insert(placeholder, container, anchor)
  insert(mainAnchor, container, anchor)

  // 获取容器,即挂载点
  const target = (n2.target = resolveTarget(n2.props, querySelector))
  const targetAnchor = (n2.targetAnchor = createText(''))

  // 如果挂载点存在,则将
  if (target) {
    insert(targetAnchor, target)
    // #2652 we could be teleporting from a non-SVG tree into an SVG tree
    isSVG = isSVG || isTargetSVG(target)
  } else if (__DEV__ && !disabled) {
    warn('Invalid Teleport target on mount:', target, `(${typeof target})`)
  }

  // 将 n2.children 渲染到指定挂载点
  const mount = (container: RendererElement, anchor: RendererNode) => {
    // Teleport *always* has Array children. This is enforced in both the
    // compiler and vnode children normalization.
    if (shapeFlag & ShapeFlags.ARRAY_CHILDREN) {
      // 调用渲染器内部的 mountChildren 方法渲染 Teleport 组件的插槽内容
      mountChildren(
        children as VNodeArrayChildren,
        container,
        anchor,
        parentComponent,
        parentSuspense,
        isSVG,
        slotScopeIds,
        optimized
      )
    }
  }

  // 挂载 Teleport
  if (disabled) {
    // 如果 Teleport 组件的 disabled 为 true,说明禁用了 <teleport> 的功能,Teleport 只会在 container 中渲染
    mount(container, mainAnchor)
  } else if (target) {
    // 如果没有禁用 <teleport> 的功能,并且存在挂载点,则将其插槽内容渲染到target容中
    mount(target, targetAnchor)
  }
}

从上面的源码中可以看到,如果旧的虚拟节点 (n1) 不存在,则执行 Teleport 组件的挂载。然后调用 resolveTarget 函数,根据 props.to 属性的值来取得真正的挂载点。如果没有禁用 的功能 (disabled 为 false ),则调用渲染器内部的 mountChildren 方法将 Teleport 组件挂载到目标元素中。如果 的功能被禁用,则 Teleport 组件将会在周围父组件中指定了 的位置渲染。

Teleport 组件的更新

Teleport 组件在更新时需要考虑多种情况,如下面的代码所示:

// packages/runtime-core/src/components/Teleport.ts

else {
  // 更新 Teleport 组件
  // update content
  n2.el = n1.el
  const mainAnchor = (n2.anchor = n1.anchor)!
  // 挂载点
  const target = (n2.target = n1.target)!
  // 锚点
  const targetAnchor = (n2.targetAnchor = n1.targetAnchor)!
  // 判断 Teleport 组件是否禁用了 
  const wasDisabled = isTeleportDisabled(n1.props)
  // 如果禁用了 <teleport> 的功能,那么挂载点就是周围父组件,否则就是 to 指定的目标挂载点
  const currentContainer = wasDisabled ? container : target
  const currentAnchor = wasDisabled ? mainAnchor : targetAnchor
  // 目标挂载点是否是 SVG 标签元素
  isSVG = isSVG || isTargetSVG(target)

  // 动态子节点的更新
  if (dynamicChildren) {
    // fast path when the teleport happens to be a block root
    patchBlockChildren(
      n1.dynamicChildren!,
      dynamicChildren,
      currentContainer,
      parentComponent,
      parentSuspense,
      isSVG,
      slotScopeIds
    )
    // even in block tree mode we need to make sure all root-level nodes
    // in the teleport inherit previous DOM references so that they can
    // be moved in future patches.
    // 确保所有根级节点在移动之前可以继承之前的 DOM 引用,以便它们在未来的补丁中移动
    traverseStaticChildren(n1, n2, true)
  } else if (!optimized) {
    // 更新子节点
    patchChildren(
      n1,
      n2,
      currentContainer,
      currentAnchor,
      parentComponent,
      parentSuspense,
      isSVG,
      slotScopeIds,
      false
    )
  }

  // 如果禁用了 <teleport> 的功能
  if (disabled) {
    if (!wasDisabled) {
      // enabled -> disabled
      // move into main container
      // 将 Teleport 移动到container容器中
      moveTeleport(
        n2,
        container,
        mainAnchor,
        internals,
        TeleportMoveTypes.TOGGLE
      )
    }
  } else {
    // 没有禁用 <teleport> 的功能,判断 to 是否发生变化
    // target changed
    // 如果新旧 to 的值不同,则需要对内容进行移动
    if ((n2.props && n2.props.to) !== (n1.props && n1.props.to)) {
      // 获取新的目标容器
      const nextTarget = (n2.target = resolveTarget(
        n2.props,
        querySelector
      ))
      if (nextTarget) {
        // 移动到新的容器中
        moveTeleport(
          n2,
          nextTarget,
          null,
          internals,
          TeleportMoveTypes.TARGET_CHANGE
        )
      } else if (__DEV__) {
        warn(
          'Invalid Teleport target on update:',
          target,
          `(${typeof target})`
        )
      }
    } else if (wasDisabled) {
      // disabled -> enabled
      // move into teleport target
      // 
      moveTeleport(
        n2,
        target,
        targetAnchor,
        internals,
        TeleportMoveTypes.TOGGLE
      )
    }
  }
}

如果 Teleport 组件的子节点中有动态子节点,则调用 patchBlockChildren 函数来更新子节点,否则就调用 patchChildren 函数来更新子节点。

接下来判断 Teleport 的功能是否被禁用。如果被禁用了,即 Teleport 组件的 disabled 属性为 true,此时 Teleport 组件只会在周围父组件中指定了 的位置渲染。

如果没有被禁用,那么需要判断 Teleport 组件的 to 属性值是否发生变化。如果发生变化,则需要获取新的挂载点,然后调用 moveTeleport 函数将Teleport组件挂载到到新的挂载点中。如果没有发生变化,则 Teleport 组件将会挂载到先的挂载点中。

moveTeleport 移动Teleport 组件

// packages/runtime-core/src/components/Teleport.ts

function moveTeleport(
  vnode: VNode,
  container: RendererElement,
  parentAnchor: RendererNode | null,
  { o: { insert }, m: move }: RendererInternals,
  moveType: TeleportMoveTypes = TeleportMoveTypes.REORDER
) {
  // move target anchor if this is a target change.
  // 插入到目标容器中
  if (moveType === TeleportMoveTypes.TARGET_CHANGE) {
    insert(vnode.targetAnchor!, container, parentAnchor)
  }
  const { el, anchor, shapeFlag, children, props } = vnode
  const isReorder = moveType === TeleportMoveTypes.REORDER
  // move main view anchor if this is a re-order.
  if (isReorder) {
    // 插入到目标容器中
    insert(el!, container, parentAnchor)
  }
  // if this is a re-order and teleport is enabled (content is in target)
  // do not move children. So the opposite is: only move children if this
  // is not a reorder, or the teleport is disabled
  if (!isReorder || isTeleportDisabled(props)) {
    // Teleport has either Array children or no children.
    if (shapeFlag & ShapeFlags.ARRAY_CHILDREN) {
      // 遍历子节点
      for (let i = 0; i < (children as VNode[]).length; i++) {
        // 调用 渲染器的黑布方法 move将子节点移动到目标元素中
        move(
          (children as VNode[])[i],
          container,
          parentAnchor,
          MoveType.REORDER
        )
      }
    }
  }
  // move main view anchor if this is a re-order.
  if (isReorder) {
    // 插入到目标容器中
    insert(anchor!, container, parentAnchor)
  }
}

从上面的源码中可以看到,将 Teleport 组件移动到目标挂载点中,实际上就是调用渲染器的内部方法 insert 和 move 来实现子节点的插入和移动。

hydrateTeleport 服务端渲染 Teleport 组件

hydrateTeleport 函数用于在服务器端渲染 Teleport 组件,其源码如下:

// packages/runtime-core/src/components/Teleport.ts

// 服务端渲染 Teleport
function hydrateTeleport(
  node: Node,
  vnode: TeleportVNode,
  parentComponent: ComponentInternalInstance | null,
  parentSuspense: SuspenseBoundary | null,
  slotScopeIds: string[] | null,
  optimized: boolean,
  {
    o: { nextSibling, parentNode, querySelector }
  }: RendererInternals<Node, Element>,
  hydrateChildren: (
    node: Node | null,
    vnode: VNode,
    container: Element,
    parentComponent: ComponentInternalInstance | null,
    parentSuspense: SuspenseBoundary | null,
    slotScopeIds: string[] | null,
    optimized: boolean
  ) => Node | null
): Node | null {
  // 获取挂载点
  const target = (vnode.target = resolveTarget<Element>(
    vnode.props,
    querySelector
  ))
  if (target) {
    // if multiple teleports rendered to the same target element, we need to
    // pick up from where the last teleport finished instead of the first node
    const targetNode =
      (target as TeleportTargetElement)._lpa || target.firstChild
    if (vnode.shapeFlag & ShapeFlags.ARRAY_CHILDREN) {
      // <teleport> 的功能被禁用,将 Teleport 渲染到父组件中指定了 <teleport> 的位置
      if (isTeleportDisabled(vnode.props)) {
        vnode.anchor = hydrateChildren(
          nextSibling(node),
          vnode,
          parentNode(node)!,
          parentComponent,
          parentSuspense,
          slotScopeIds,
          optimized
        )
        vnode.targetAnchor = targetNode
      } else {
        vnode.anchor = nextSibling(node)
        // 将 Teleport 渲染到目标容器中
        vnode.targetAnchor = hydrateChildren(
          targetNode,
          vnode,
          target,
          parentComponent,
          parentSuspense,
          slotScopeIds,
          optimized
        )
      }
      ;(target as TeleportTargetElement)._lpa =
        vnode.targetAnchor && nextSibling(vnode.targetAnchor as Node)
    }
  }
  return vnode.anchor && nextSibling(vnode.anchor as Node)
}

可以看到,在服务端渲染 Teleport 组件时,调用的是服务端渲染的 hydrateChildren 函数来渲染Teleport的内容。如果 的功能被禁用,将 Teleport 渲染到父组件中指定了 的位置,否则将 Teleport 渲染到目标容器target中。

总结

本文介绍了 Teleport 组件索要解决的问题和它的实现原理。Teleport 组件可以跨越 DOM 层级完成渲染。在实现 Teleport 组件时,将 Teleport 组件的渲染逻辑 (即 Teleport 组件的 process 函数) 从渲染器中分离出来,是为了避免渲染器逻辑代码 “膨胀” 以及可以利用 Tree-Shaking 机制在最终的 bundle 中删除 Teleport 相关的代码,使得最终构建包的体积变小。

Teleport 组件在挂载时会根据 的功能是否禁用从而将其挂载到相应的挂载点中。在更新时同样会根据 的功能是否被禁用以及 to 属性值是否发生变化,从而将其移动到相应的挂载点中。