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[Inside Vue] 9. View Render - Patch

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7. View Render - 컴파일러에서 이야기 한 mountComponent 함수에서 view를 랜더링 하는데 사용된 2가지 함수인 _render()와 _update()에서 호출하는 render 함수와 __patch__ 함수에 대해 이야기 하도록 하겠습니다.

view를 랜더링 하는 2가지 함수

mountComponent 함수에서 view를 랜더링하는데 _render, _update 두가지 함수가 사용됩니다.

export function mountComponent (
  vm: Component,
  el: ?Element,
  hydrating?: boolean
): Component {
  ...
  if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && config.performance && mark) {
    ...
  } else {
    updateComponent = () => {
      vm._update(vm._render(), hydrating)
    }
  }
  ...
}

src/core/instance/lifecycle.js에 mountComponent 함수가 정의되어 있습니다. 먼저 _render 함수에서 render 함수를 호출하는 코드를 살펴보도록 하겠습니다.

_render 함수

render 함수를 호출하는 _render 함수 코드를 살펴보면,

export function mountComponent (
  vm: Component,
  el: ?Element,
  hydrating?: boolean
): Component {
...
  callHook(vm, 'beforeMount')

  let updateComponent
  /* istanbul ignore if */
  if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && config.performance && mark) {
    ...
  } else {
    updateComponent = () => {
      vm._update(vm._render(), hydrating)
    }
  }

  // we set this to vm._watcher inside the watcher's constructor
  // since the watcher's initial patch may call $forceUpdate (e.g. inside child
  // component's mounted hook), which relies on vm._watcher being already defined
  new Watcher(vm, updateComponent, noop, {
    before () {
      if (vm._isMounted && !vm._isDestroyed) {
        callHook(vm, 'beforeUpdate')
      }
    }
  }, true /* isRenderWatcher */)
  hydrating = false

  // manually mounted instance, call mounted on self
  // mounted is called for render-created child components in its inserted hook
  if (vm.$vnode == null) {
    vm._isMounted = true
    callHook(vm, 'mounted')
  }
  return vm
}

6. Reactive - Watcher가 업데이트 하는 3가지 방법(Lazy, Sync, Queue)에서 이야기 했던 것 처럼 new Watcher(vm, updateComponent, noop, ...)로 updateComponent가 실행되어 화면이 업데이트 됩니다. _render 함수를 살펴보도록 하겠습니다.

Vue.prototype._render = function (): VNode {
  ...

  // set parent vnode. this allows render functions to have access
  // to the data on the placeholder node.
  vm.$vnode = _parentVnode
  // render self
  let vnode
  try {
    // There's no need to maintain a stack because all render fns are called
    // separately from one another. Nested component's render fns are called
    // when parent component is patched.
    currentRenderingInstance = vm
    vnode = render.call(vm._renderProxy, vm.$createElement)
    console.log(vnode)
  } catch (e) {
    ...
  } finally {
    currentRenderingInstance = null
  }
  ...
  return vnode
}

_render 함수는 src/core/instance/render.js 파일에 정의되어 있습니다. _render 함수는 vnode를 리턴하는데 vnode는 vnode = render.call(vm._renderProxy, vm.$createElement)로 만들어집니다. vnode의 값을 알아 보기 위해 바로 밑에 console.log(vnode)를 추가하여 로그로 확인하도록 하겠습니다.

위의 코드에 추가된 로그는 CodePen에서 확인 할 수 있습니다.

VNode

vnode는 변수명에서 짐작할 수 있듯이 가상노드(virtual node)입니다. render 함수의 역할은 VNode를 가져오는 역할을 합니다.

_update 함수

이번에는 나머지 랜더링 함수인 _update 함수를 살펴보도록 하겠습니다. _update 함수의 파라미터로 _render 함수에서 생성된 VNode가 전달됩니다.

Vue.prototype._update = function (vnode: VNode, hydrating?: boolean) {
  const vm: Component = this
  const prevEl = vm.$el
  const prevVnode = vm._vnode
  const restoreActiveInstance = setActiveInstance(vm)
  vm._vnode = vnode
  // Vue.prototype.__patch__ is injected in entry points
  // based on the rendering backend used.
  if (!prevVnode) {
    // initial render
    vm.$el = vm.__patch__(vm.$el, vnode, hydrating, false /* removeOnly */)
  } else {
    // updates
    vm.$el = vm.__patch__(prevVnode, vnode)
  }
  restoreActiveInstance()
  // 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 함수에서 중요한 점은 __patch__ 함수를 호출한다는 것입니다. __patch__ 함수는 VNode를 파라미터로 전달받아 DOM을 초기화 하거나 업데이트 하는 역할을 합니다. __patch__ 함수를 살펴보도록 하겠습니다.

__patch__ 함수

Vue.prototype.__patch__ = inBrowser ? patch : noop

__patch__ 함수는 src/platforms/web/runtime/index.js 파일에 정의 되어 있습니다.

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 })

__patch__ 함수가 되는 patch는 src/platforms/web/runtime/patch.js에 정의되어 있습니다. patch 함수는 createPatchFunction({ nodeOps, modules })가 호출되어 생성됩니다. nodeOps를 살펴보면,

export function createElementNS (namespace: string, tagName: string): Element {
  return document.createElementNS(namespaceMap[namespace], tagName)
}

export function createTextNode (text: string): Text {
  return document.createTextNode(text)
}

export function createComment (text: string): Comment {
  return document.createComment(text)
}

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

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

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

위의 코드와 같이 실제 DOM을 조작하는 메소드들을 볼 수 있습니다. const modules = platformModules.concat(baseModules)를 통해 생성되는 modules 역시 실제 DOM을 조작하는 메소드들이 모여 있습니다.

Vue가 DOM을 빠르게 업데이트 하는 방법

지금까지 VNode를 만드는 방법과 DOM을 수정하는 메소드들에 대해 이야기 했습니다. 이번에는 이것들을 사용하여 Vue가 어떻게 DOM을 빠르게 업데이트 하는지에 대해 이야기 하도록 하겠습니다.

patch 함수를 만드는 createPatchFunction를 살펴보도록 하겠습니다. src/vdom/patch.js에 정의되어 있습니다.

/**
 * Virtual DOM patching algorithm based on Snabbdom by
 * Simon Friis Vindum (@paldepind)
 * Licensed under the MIT License
 * https://github.com/paldepind/snabbdom/blob/master/LICENSE
 *
 * modified by Evan You (@yyx990803)
 *
 * Not type-checking this because this file is perf-critical and the cost
 * of making flow understand it is not worth it.
 */
...
export function createPatchFunction (backend) {
  ...
  return function patch (oldVnode, vnode, hydrating, removeOnly) {
    ...

    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, null, null, removeOnly)
      } else {
        ...
      }
    }

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

createPatchFunction 함수의 코드량이 어마어마 합니다. src/vdom/patch.js 파일 최상단에 있는 주석을 보면, Snabbdom을 사용하여 가상 DOM을 patch 한다고 이야기합니다.

patchVnode 함수

DOM을 업데이트 하는 코어 함수인 patchVNode 함수에 대해 이야기 하도록 하겠습니다.

function patchVnode (
  oldVnode,
  vnode,
  insertedVnodeQueue,
  ownerArray,
  index,
  removeOnly
) {
  ...
  if (isUndef(vnode.text)) {                  // 1
    if (isDef(oldCh) && isDef(ch)) {          // 3
      if (oldCh !== ch) updateChildren(elm, oldCh, ch, insertedVnodeQueue, removeOnly)
    } else if (isDef(ch)) {                   // 4
      if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
        checkDuplicateKeys(ch)
      }
      if (isDef(oldVnode.text)) nodeOps.setTextContent(elm, '')
      addVnodes(elm, null, ch, 0, ch.length - 1, insertedVnodeQueue)
    } else if (isDef(oldCh)) {               // 5
      removeVnodes(oldCh, 0, oldCh.length - 1)
    } else if (isDef(oldVnode.text)) {       // 6
      nodeOps.setTextContent(elm, '')
    }
  } else if (oldVnode.text !== vnode.text) { // 2
    nodeOps.setTextContent(elm, vnode.text)
  }
  ...
}

위의 코드의 주석번호(// 1 등..)와 밑의 설명의 번호를 매칭하면서 보시길 바랍니다.

  1. 가장 바깥쪽 if 절을 살펴보면 isUndef(vnode.text)로 vnode.text가 정의되어 있지 않을 때 if 절이 동작합니다.
  2. 가장 바깥쪽의 else if 절을 살펴보면 oldVnode.text !== vnode.text 일 때, nodeOps.setTextContent(elm, vnode.text)를 실행합니다. 즉 leaf 노드이면서 text가 다를 때 text를 업데이트 합니다.
  3. 이전 노드와 새로운 노드 둘다 자식노드들을 가지고 있으면서, 두 노드가 다를 때, updateChildren 함수를 호출합니다.
  4. 새로운 노드가 자식을 가지고, 이전 노드가 text를 가질 때, addVnodes 함수를 호출하여 새로운 노드의 자식 노드를 추가합니다.
  5. 이전 노드가 자식을 가지고 새로운 노드가 leaf 노드일 때, removeVnodes 함술르 호출하여 이전 노드의 자식 노드를 제거합니다.
  6. 이전 노드와 새로운 노드 모두 자식 노드가 없고 이전 노드의 text가 정의 되어 있지 않을 때 nodeOps.setTextContent(elm, '')를 호출하여 text를 제거합니다.

updateChildren 함수

다음으로 patchVnode 함수에서 호출했던 updateChildren 함수를 살펴보도록 하겠습니다.

function updateChildren (parentElm, oldCh, newCh, insertedVnodeQueue, removeOnly) {
  let oldStartIdx = 0
  let newStartIdx = 0
  let oldEndIdx = oldCh.length - 1
  let oldStartVnode = oldCh[0]
  let oldEndVnode = oldCh[oldEndIdx]
  let newEndIdx = newCh.length - 1
  let newStartVnode = newCh[0]
  let newEndVnode = newCh[newEndIdx]
  let oldKeyToIdx, idxInOld, vnodeToMove, refElm

  ...

  while (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) {
    if (isUndef(oldStartVnode)) {
      oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx] // Vnode has been moved left
    } else if (isUndef(oldEndVnode)) {
      oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
    } else if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) {
      patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx)
      oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
      newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
    } else if (sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) {
      patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newEndIdx)
      oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
      newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
    } else if (sameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) { // Vnode moved right
      patchVnode(oldStartVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newEndIdx)
      canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldStartVnode.elm, nodeOps.nextSibling(oldEndVnode.elm))
      oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
      newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
    } else if (sameVnode(oldEndVnode, newStartVnode)) { // Vnode moved left
      patchVnode(oldEndVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx)
      canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldEndVnode.elm, oldStartVnode.elm)
      oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
      newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
    } else {
      if (isUndef(oldKeyToIdx)) oldKeyToIdx = createKeyToOldIdx(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
      idxInOld = isDef(newStartVnode.key)
        ? oldKeyToIdx[newStartVnode.key]
        : findIdxInOld(newStartVnode, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
      if (isUndef(idxInOld)) { // New element
        createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx)
      } else {
        vnodeToMove = oldCh[idxInOld]
        if (sameVnode(vnodeToMove, newStartVnode)) {
          patchVnode(vnodeToMove, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx)
          oldCh[idxInOld] = undefined
          canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, vnodeToMove.elm, oldStartVnode.elm)
        } else {
          // same key but different element. treat as new element
          createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx)
        }
      }
      newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
    }
  }
  ...
}

위의 코드를 그림으로 설명해보도록 하겠습니다.

vue updateChildren

위의 그림에서 oldCh, newCh는 updateChildren 함수의 파라미터입니다. 각각 이전의 자식 VNode, 새로운 자식 VNode 배열을 나타냅니다. oldStartIdx, oldEndIdx, oldStartVNode, oldEndVNode, newStartIdx, newEndIdx, newStartVNode, newEndVNode 변수를 적용한 그림입니다.

위의 그림의 따라 동작하는 코드를 살펴보겠습니다.

  • while (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) {의 값이 true로 배열을 반복하여 탐색하게 됩니다.
  • if (isUndef(oldStartVnode))와 else if (isUndef(oldEndVnode))로 oldStartVnode와 oldEndVnode가 항상 정의 됩니다.
  • else if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)), oldStartVnode와 newStartVnode가 서로 같은 노드라면 이전에 살펴봤던 patchVnode 함수를 실행하여 DOM을 업데이트 합니다.

oldStartVnode와 newStartVnode가 서로 같은 노드라고 가정한다면,

vue updateChildren

위의 그림과 같이 변수들이 업데이트 됩니다. 위의 방법을 while문 조건이 true일 때 반복하여 동작합니다.

참고