前言

我們每天寫vue3項目的時候都會使用setup語法糖，但是你有沒有思考過下麵幾個問題。setup語法糖經過編譯後是什麼樣子的？為什麼在setup頂層定義的變數可以在template中可以直接使用？為什麼import一個組件後就可以直接使用，無需使用components 選項來顯式註冊組件？

vue 文件如何渲染到瀏覽器上

要回答上面的問題，我們先來瞭解一下從一個vue文件到渲染到瀏覽器這一過程經歷了什麼？

我們的vue代碼一般都是寫在尾碼名為vue的文件上，顯然瀏覽器是不認識vue文件的，瀏覽器只認識html、css、jss等文件。所以第一步就是通過webpack或者vite將一個vue文件編譯為一個包含render函數的js文件。然後執行render函數生成虛擬DOM，再調用瀏覽器的DOM API根據虛擬DOM生成真實DOM掛載到瀏覽器上。

setup編譯後的樣子

在javascript標準中script標簽是不支持setup屬性的，瀏覽器根本就不認識setup屬性。所以很明顯setup是作用於編譯時階段，也就是從vue文件編譯為js文件這一過程。

我們來看一個簡單的demo，這個是index.vue源代碼：

<template>
  <h1>{{ title }}</h1>
  <h1>{{ msg }}</h1>
  <Child />
</template>

<script lang="ts" setup>
import { ref } from "vue";
import Child from "./child.vue";

const msg = ref("Hello World!");
const title = "title";
if (msg.value) {
  const content = "content";
  console.log(content);
}
</script>

這裡我們定義了一個名為msg的ref響應式變數和非響應式的title變數，還有import了child.vue組件。

這個是child.vue的源代碼

<template>
  <div>i am child</div>
</template>

我們接下來看index.vue編譯後的樣子，代碼我已經做過了簡化：

import { ref } from "vue";
import Child from "./Child.vue";

const title = "title";

const __sfc__ = {
  __name: "index",
  setup() {
    const msg = ref("Hello World!");
    if (msg.value) {
      const content = "content";
      console.log(content);
    }
    const __returned__ = { title, msg, Child };
    return __returned__;
  },
};

import {
  toDisplayString as _toDisplayString,
  createElementVNode as _createElementVNode,
  createVNode as _createVNode,
  Fragment as _Fragment,
  openBlock as _openBlock,
  createElementBlock as _createElementBlock,
} from "vue";
function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
  return (
    _openBlock(),
    _createElementBlock(
      _Fragment,
      null,
      [
        _createElementVNode("h1", null, _toDisplayString($setup.title)),
        _createElementVNode(
          "h1",
          null,
          _toDisplayString($setup.msg),
          1 /* TEXT */
        ),
        _createVNode($setup["Child"]),
      ],
      64 /* STABLE_FRAGMENT */
    )
  );
}
__sfc__.render = render;
export default __sfc__;

我們可以看到index.vue編譯後的代碼中已經沒有了template標簽和script標簽，取而代之是render函數和__sfc__對象。並且使用__sfc__.render = render將render函數掛到__sfc__對象上，然後將__sfc__對象export default出去。

看到這裡你應該知道了其實一個vue組件就是一個普通的js對象，import一個vue組件，實際就是import這個js對象。這個js對象中包含render方法和setup方法。

編譯後的setup方法

我們先來看看這個setup方法，是不是覺得和我們源代碼中的setup語法糖中的代碼很相似？沒錯，這個setup方法內的代碼就是由setup語法糖中的代碼編譯後來的。

setup語法糖原始代碼

<script lang="ts" setup>
import { ref } from "vue";
import Child from "./child.vue";

const msg = ref("Hello World!");
const title = "title";
if (msg.value) {
  const content = "content";
  console.log(content);
}
</script>

setup編譯後的代碼

import { ref } from "vue";
import Child from "./Child.vue";

const title = "title";

const __sfc__ = {
  __name: "index",
  setup() {
    const msg = ref("Hello World!");
    if (msg.value) {
      const content = "content";
      console.log(content);
    }
    const __returned__ = { title, msg, Child };
    return __returned__;
  },
};

經過分析我們發現title變數由於不是響應式變數，所以編譯後title變數被提到了js文件的全局變數上面去了。而msg變數是響應式變數，所以依然還是在setup方法中。我們再來看看setup的返回值，返回值是一個對象，對象中包含title、msg、Child屬性，非setup頂層中定義的content變數就不在返回值對象中。

看到這裡，可以回答我們前面提的第一個問題。

setup語法糖經過編譯後是什麼樣子的？

setup語法糖編譯後會變成一個setup方法，編譯後setup方法中的代碼和script標簽中的源代碼很相似。方法會返回一個對象，對象由setup中定義的頂層變數和import導入的內容組成。

由template編譯後的render函數

我們先來看看原本template中的代碼：

<template>
  <h1>{{ title }}</h1>
  <h1>{{ msg }}</h1>
  <Child />
</template>

我們再來看看由template編譯成的render函數：

import {
  toDisplayString as _toDisplayString,
  createElementVNode as _createElementVNode,
  createVNode as _createVNode,
  Fragment as _Fragment,
  openBlock as _openBlock,
  createElementBlock as _createElementBlock,
} from "vue";
function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
  return (
    _openBlock(),
    _createElementBlock(
      _Fragment,
      null,
      [
        _createElementVNode("h1", null, _toDisplayString($setup.title)),
        _createElementVNode(
          "h1",
          null,
          _toDisplayString($setup.msg),
          1 /* TEXT */
        ),
        _createVNode($setup["Child"]),
      ],
      64 /* STABLE_FRAGMENT */
    )
  );
}

我們這次主要看在render函數中如何訪問setup中定義的頂層變數title、msg，createElementBlock和createElementVNode等創建虛擬DOM的函數不在這篇文章的討論範圍內。你只需要知道createElementVNode("h1", null, _toDisplayString($setup.title))為創建一個h1標簽的虛擬DOM就行了。

在render函數中我們發現讀取title變數的值是通過$setup.title讀取到的，讀取msg變數的值是通過$setup.msg讀取到的。這個$setup對象就是調用render函數時傳入的第四個變數，我想你應該猜出來了，這個$setup對象就是我們前面的setup方法返回的對象。

那麼問題來了，在執行render函數的時候是如何將setup方法的返回值作為第四個變數傳遞給render函數的呢？我在下一節會一步一步的帶你通過debug源碼的方式去搞清楚這個問題，我們帶著問題去debug源碼其實非常簡單。

debug源碼搞清楚是如何調用render函數

有的小伙伴看到這裡需要看源碼就覺得頭大了，彆著急，其實很簡單，我會一步一步的帶著你去debug源碼。

首先我們將Enable JavaScript source maps給取消勾選了，不然在debug源碼的時候斷點就會走到vue文件中，而不是走到編譯會的js文件中。

然後我們需要在設置裡面的Ignore List看看node_modules文件夾是否被忽略。新版谷歌瀏覽器中會預設排除掉node_modules文件夾，所以我們需要將這個取消勾選。如果忽略了node_modules文件夾，那麼debug的時候斷點就不會走到node_modules中vue的源碼中去了。

接下來我們需要在瀏覽器中找到vue文件編譯後的js代碼，我們只需要在network面板中找到這個vue文件的http請求，然後在Response下右鍵選擇Open in Sources panel，就會自動在sources面板自動打開對應編譯後的js文件代碼。

找到編譯後的js文件，我們想debug看看是如何調用render函數的，所以我們給render函數加一個斷點。然後刷新頁面，發現代碼已經走到了斷點的地方。我們再來看看右邊的Call Stack調用棧，發現render函數是由一個vue源碼中的renderComponentRoot函數調用的。

點擊Call Stack中的renderComponentRoot函數就可以跳轉到renderComponentRoot函數的源碼，我們發現renderComponentRoot函數中調用render函數的代碼主要是下麵這樣的：

function renderComponentRoot(instance) {
  const {
    props,
    data,
    setupState,
    // 省略...
  } = instance;

  render2.call(
    thisProxy,
    proxyToUse,
    renderCache,
    props,
    setupState,
    data,
    ctx
  )
}

這裡我們可以看到前面的$setup實際就是由setupState賦值的，而setupState是當前vue實例上面的一個屬性。那麼setupState屬性是如何被賦值到vue實例上面的呢？

我們需要給setup函數加一個斷點，然後刷新頁面進入斷點。通過分析Call Stack調用棧，我們發現setup函數是由vue中的一個setupStatefulComponent函數調用執行的。

點擊Call Stack調用棧中的setupStatefulComponent，進入到setupStatefulComponent的源碼。我們看到setupStatefulComponent中的代碼主要是這樣的：

function setupStatefulComponent(instance) {
  const { setup } = Component;
  // 省略
  const setupResult = callWithErrorHandling(
    setup,
    instance
  );
  handleSetupResult(instance, setupResult);
}

setup函數是Component上面的一個屬性，我們將滑鼠放到Component上面，看看這個Component是什麼東西？

看到這個Component對象中既有render方法也有setup方法是不是感覺很熟悉，沒錯這個Component對象實際就是我們的vue文件編譯後的js對象。

const __sfc__ = {
  __name: "index",
  setup() {
    const msg = ref("Hello World!");
    if (msg.value) {
      const content = "content";
      console.log(content);
    }
    const __returned__ = { title, msg, Child };
    return __returned__;
  },
};

__sfc__.render = render;

從Component對象中拿到setup函數，然後執行setup函數得到setupResult對象。然後再調用handleSetupResult(instance, setupResult);

我們再來看看handleSetupResult函數是什麼樣的，下麵是我簡化後的代碼：

function handleSetupResult(instance, setupResult) {
  if (isFunction(setupResult)) {
    // 省略
  } else if (isObject(setupResult)) {
    instance.setupState = proxyRefs(setupResult);
  }
}

我們的setup的返回值是一個對象，所以這裡會執行instance.setupState = proxyRefs(setupResult)，將setup執行會的返回值賦值到vue實例的setupState屬性上。

看到這裡我們整個流程已經可以串起來了，首先會執行由setup語法糖編譯後的setup函數。然後將setup函數中由頂層變數和import導入組成的返回值對象賦值給vue實例的setupState屬性，然後執行render函數的時候從vue實例中取出setupState屬性也就是setup的返回值。這樣在render函數也就是template模版就可以訪問到setup中的頂層變數和import導入。

現在我們可以回答前面提的另外兩個問題了：

為什麼在setup頂層定義的變數可以在template中可以直接使用？

因為在setup語法糖頂層定義的變數經過編譯後會被加入到setup函數返回值對象__returned__中，而非setup頂層定義的變數不會加入到__returned__對象中。setup函數返回值會被塞到vue實例的setupState屬性上，執行render函數的時候會將vue實例上的setupState屬性傳遞給render函數，所以在render函數中就可以訪問到setup頂層定義的變數和import導入。而render函數實際就是由template編譯得來的，所以說在template中可以訪問到setup頂層定義的變數和import導入。。

為什麼import一個組件後就可以直接使用，無需使用components 選項來顯式註冊組件？

因為在setup語法糖中import導入的組件對象經過編譯後同樣也會被加入到setup函數返回值對象__returned__中，同理在template中也可以訪問到setup的返回值對象，也就可以直接使用這個導入的組件了。

總結

setup語法糖經過編譯後就變成了setup函數，而setup函數的返回值是一個對象，這個對象就是由在setup頂層定義的變數和import導入組成的。vue在初始化的時候會執行setup函數，然後將setup函數返回值塞到vue實例的setupState屬性上。執行render函數的時候會將vue實例上的setupState屬性（也就是setup函數的返回值）傳遞給render函數，所以在render函數中就可以訪問到setup頂層定義的變數和import導入。而render函數實際就是由template編譯得來的，所以說在template中就可以訪問到setup頂層定義的變數和import導入。

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