Mustache.js前端模板引擎源码解读

　　mustache是一个很轻的前端模板引擎，因为之前接手的项目用了这个模板引擎，自己就也继续用了一会觉得还不错，最近项目相对没那么忙，于是就抽了点时间看了一下这个的源码。源码很少，也就只有六百多行，所以比较容易阅读。做前端的话，还是要多看优秀源码，这个模板引擎的知名度还算挺高，所以其源码也肯定有值得一读的地方。

　　本人前端小菜，写这篇博文纯属自己记录一下以便做备忘，同时也想分享一下，希望对园友有帮助。若解读中有不当之处，还望指出。

　　如果没用过这个模板引擎，建议 去 https://github.com/janl/mustache.js/ 试着用一下，上手很容易。

　　摘取部分官方demo代码（当然还有其他基本的list遍历输出）：　

数据：
{
  "name": {
    "first": "Michael",
    "last": "Jackson"
  },
  "age": "RIP"
}
 
模板写法：
* {{name.first}} {{name.last}}
* {{age}}
 
渲染效果：
* Michael Jackson
* RIP

　　OK，那就开始来解读它的源码吧：

　　首先先看下源码中的前面多行代码：

var Object_toString = Object.prototype.toString;
    var isArray = Array.isArray || function (object) {
            return Object_toString.call(object) === '[object Array]';
        };
 
    function isFunction(object) {
        return typeof object === 'function';
    }
 
    function escapeRegExp(string) {
        return string.replace(/[\-\[\]{}()*+?.,\\\^$|#\s]/g, "\\$&");
    }
 
    // Workaround for https://issues.apache.org/jira/browse/COUCHDB-577
    // See https://github.com/janl/mustache.js/issues/189
    var RegExp_test = RegExp.prototype.test;
    function testRegExp(re, string) {
        return RegExp_test.call(re, string);
    }
 
    var nonSpaceRe = /\S/;
    function isWhitespace(string) {
        return !testRegExp(nonSpaceRe, string);
    }
 
    var entityMap = {
        "&": "&",
        "<": "&lt;",
        ">": "&gt;",
        '"': '&quot;',
        "'": ''',
        "/": '/'
    };
 
    function escapeHtml(string) {
        return String(string).replace(/[&<>"'\/]/g, function (s) {
            return entityMap[s];
        });
    }
 
    var whiteRe = /\s*/;    //匹配0个或以上空格
    var spaceRe = /\s+/;    //匹配一个或以上空格
    var equalsRe = /\s*=/;  //匹配0个或者以上空格再加等于号
    var curlyRe = /\s*\}/;  //匹配0个或者以上空格再加}符号
    var tagRe = /#|\^|\/|>|\{|&|=|!/;  //匹配 #,^,/,>,{,&,=,!

　　这些都比较简单，都是一些为后面主函数准备的工具函数，包括

　　· toString和test函数的简易封装

　　· 判断对象类型的方法

　　· 字符过滤正则表达式关键符号的方法

　　· 判断字符为空的方法

　　· 转义字符映射表 和 通过映射表将html转码成非html的方法

　　· 一些简单的正则。

　　一般来说mustache在js中的使用方法都是如下：

var template = $('#template').html();
  Mustache.parse(template);   // optional, speeds up future uses
  var rendered = Mustache.render(template, {name: "Luke"});
  $('#target').html(rendered);

　　所以，我们接下来就看下parse的实现代码，我们在源码里搜索parse，于是找到这一段

mustache.parse = function (template, tags) {
        return defaultWriter.parse(template, tags);
    };

　　再通过找defaultWriter的原型Writer类后，很容易就可以找到该方法的核心所在，就是parseTemplate方法，这是一个解析器，不过在看这个方法之前，还得先看一个类：Scanner，顾名思义，就是扫描器，源码如下

/**
     * 简单的字符串扫描器，用于扫描获取模板中的模板标签
     */
    function Scanner(string) {
        this.string = string;   //模板总字符串
        this.tail = string;     //模板剩余待扫描字符串
        this.pos = 0;   //扫描索引，即表示当前扫描到第几个字符串
    }
 
    /**
     * 如果模板被扫描完则返回true，否则返回false
     */
    Scanner.prototype.eos = function () {
        return this.tail === "";
    };
 
    /**
     * 扫描的下一批的字符串是否匹配re正则，如果不匹配或者match的index不为0；
     * 即例如：在"abc{{"中扫描{{结果能获取到匹配，但是index为4，所以返回""；如果在"{{abc"中扫描{{能获取到匹配，此时index为0，即返回{{，同时更新扫描索引
     */
    Scanner.prototype.scan = function (re) {
        var match = this.tail.match(re);
 
        if (!match || match.index !== 0)
            return '';
 
        var string = match[0];
 
        this.tail = this.tail.substring(string.length);
        this.pos += string.length;
 
        return string;
    };
 
    /**
     * 扫描到符合re正则匹配的字符串为止，将匹配之前的字符串返回，扫描索引设为扫描到的位置
     */
    Scanner.prototype.scanUntil = function (re) {
        var index = this.tail.search(re), match;
 
        switch (index) {
            case -1:
                match = this.tail;
                this.tail = "";
                break;
            case 0:
                match = "";
                break;
            default:
                match = this.tail.substring(0, index);
                this.tail = this.tail.substring(index);
        }
 
        this.pos += match.length;
        return match;
    };

　　扫描器，就是用来扫描字符串，在mustache用于扫描模板代码中的模板标签。扫描器中就三个方法：

　　eos:判断当前扫描剩余字符串是否为空，也就是用于判断是否扫描完了

　　scan:仅扫描当前扫描索引的下一堆匹配正则的字符串，同时更新扫描索引，注释里我也举了个例子

　　scanUntil:扫描到匹配正则为止，同时更新扫描索引

　　看完扫描器，我们再回归一下，去看一下解析器parseTemplate方法，模板的标记标签默认为"{{}}"，虽然也可以自己改成其他，不过为了统一，所以下文解读的时候都默认为{{}}：

    function parseTemplate(template, tags) {
        if (!template)
            return [];
 
        var sections = [];     // 用于临时保存解析后的模板标签对象
        var tokens = [];       // 保存所有解析后的对象
        var spaces = [];       // 保存空格对象在tokens里的索引
        var hasTag = false;
        var nonSpace = false;  
 
        // 去除保存在tokens里的空格标记
        function stripSpace() {
            if (hasTag && !nonSpace) {
                while (spaces.length)
                    delete tokens[spaces.pop()];
            } else {
                spaces = [];
            }
 
            hasTag = false;
            nonSpace = false;
        }
 
        var openingTagRe, closingTagRe, closingCurlyRe;
 
        //将tag转成正则，默认的tag为{{和}}，所以转成匹配{{的正则，和匹配}}的正则，已经匹配}}}的正则（因为mustache的解析中如果是{{{}}}里的内容则被解析为html代码）
        function compileTags(tags) {
            if (typeof tags === 'string')
                tags = tags.split(spaceRe, 2);
 
            if (!isArray(tags) || tags.length !== 2)
                throw new Error('Invalid tags: ' + tags);
 
            openingTagRe = new RegExp(escapeRegExp(tags[0]) + '\\s*');
            closingTagRe = new RegExp('\\s*' + escapeRegExp(tags[1]));
            closingCurlyRe = new RegExp('\\s*' + escapeRegExp('}' + tags[1]));
        }
 
        compileTags(tags || mustache.tags);
 
        var scanner = new Scanner(template);
 
        var start, type, value, chr, token, openSection;
        while (!scanner.eos()) {
            start = scanner.pos;
 
            // Match any text between tags.
            // 开始扫描模板，扫描至{{时停止扫描，并且将此前扫描过的字符保存为value
            value = scanner.scanUntil(openingTagRe);
 
            if (value) {
                //遍历{{前的字符
                for (var i = 0, valueLength = value.length; i < valueLength; ++i) {
                    chr = value.charAt(i);
 
                    //如果当前字符为空格，则用spaces数组记录保存至tokens里的索引
                    if (isWhitespace(chr)) {
                        spaces.push(tokens.length);
                    } else {
                        nonSpace = true;
                    }
 
                    tokens.push([ 'text', chr, start, start + 1 ]);
 
                    start += 1;
 
                    // 如果遇到换行符，则将前一行的空格去掉
                    if (chr === '\n')
                        stripSpace();
                }
            }
 
            // 判断下一个字符串中是否有{[，同时更新扫描索引至{{后一位
            if (!scanner.scan(openingTagRe))
                break;
 
            hasTag = true;
 
            //扫描标签类型，是{{#}}还是{{=}}还是其他
            type = scanner.scan(tagRe) || 'name';
            scanner.scan(whiteRe);
 
            //根据标签类型获取标签里的值，同时通过扫描器，刷新扫描索引
            if (type === '=') {
                value = scanner.scanUntil(equalsRe);
 
                //使扫描索引更新为\s*=后
                scanner.scan(equalsRe);
 
                //使扫描索引更新为}}后，下面同理
                scanner.scanUntil(closingTagRe);
            } else if (type === '{') {
                value = scanner.scanUntil(closingCurlyRe);
                scanner.scan(curlyRe);
                scanner.scanUntil(closingTagRe);
                type = '&';
            } else {
                value = scanner.scanUntil(closingTagRe);
            }
 
            // 匹配模板闭合标签即}}，如果没有匹配到则抛出异常，同时更新扫描索引至}}后一位,至此时即完成了一个模板标签{{#tag}}的扫描
            if (!scanner.scan(closingTagRe))
                throw new Error('Unclosed tag at ' + scanner.pos);
 
            // 将模板标签也保存至tokens数组中
            token = [ type, value, start, scanner.pos ];
            tokens.push(token);
 
            //如果type为#或者^，也将tokens保存至sections
            if (type === '#' || type === '^') {
                sections.push(token);
            } else if (type === '/') {  //如果type为/则说明当前扫描到的模板标签为{{/tag}}，则判断是否有{{#tag}}与其对应
 
                // 检查模板标签是否闭合，{{#}}是否与{{/}}对应，即临时保存在sections最后的{{#tag}}，是否跟当前扫描到的{{/tag}}的tagName相同
                // 具体原理：扫描第一个tag，sections为[{{#tag}}]，扫描第二个后sections为[{{#tag}} , {{#tag2}}]以此类推扫描多个开始tag后，sections为[{{#tag}} , {{#tag2}} ... {{#tag}}]
                // 所以接下来如果扫描到{{/tag}}则需跟sections的最后一个相对应才能算标签闭合。同时比较后还需将sections的最后一个删除，才能进行下一轮比较
                openSection = sections.pop();
 
                if (!openSection)
                    throw new Error('Unopened section "' + value + '" at ' + start);
 
                if (openSection[1] !== value)
                    throw new Error('Unclosed section "' + openSection[1] + '" at ' + start);
            } else if (type === 'name' || type === '{' || type === '&') {
                nonSpace = true;
            } else if (type === '=') {
                compileTags(value);
            }
        }
 
        // 保证sections里没有对象，如果有对象则说明标签未闭合
        openSection = sections.pop();
 
        if (openSection)
            throw new Error('Unclosed section "' + openSection[1] + '" at ' + scanner.pos);
 
        //在对tokens里的数组对象进行筛选，进行数据的合并及剔除
        return nestTokens(squashTokens(tokens));
    }

　　解析器就是用于解析模板，将html标签即内容与模板标签分离，整个解析原理为遍历字符串，通过最前面的那几个正则以及扫描器，将普通html和模板标签{{#tagName}}{{/tagName}}{{^tagName}}扫描出来并且分离，将每一个{{#XX}}、{{^XX}}、{{XX}}、{{/XX}}还有普通不含模板标签的html等全部抽象为数组保存至tokens。

　　tokens的存储方式为：

　　　　

　　token[0]为token的type，可能值为：# ^ / & name text等分别表示{{#XX}}、{{^XX}}、{{/XX}}、{{&XX}}、{{XX}}、以及html文本等

　　token[1]为token的内容，如果是模板标签，则为标签名，如果为html文本，则是html的文本内容

　　token[2]，token[3]为匹配开始位置和结束位置，后面将数据结构转换成树形结构的时候还会有token[4]和token[5]

　　具体的扫描方式为以{{}}为扫描依据，利用扫描器的scanUtil方法，扫描到{{后停止，通过scanner的scan方法匹配tagRe正则（/#|\^|\/|>|\{|&|=|!/）从而判断出{{后的字符是否为模板关键字符，再用scanUtil方法扫描至}}停止，获取获取到的内容，此时就可以获取到tokens[0]、tokens[1]、tokens[2]，再调用一下scan更新扫描索引，就可以获取到token[3]。同理，下面的字符串也是如此扫描，直至最后一行return nestTokens(squashTokens(tokens))之前，扫描出来的结果为，模板标签为一个token对象，如果是html文本，则每一个字符都作为一个token对象，包括空格字符。这些数据全部按照扫描顺序保存在tokens数组里，不仅杂乱而且量大，所以最后一行代码中的squashTokens方法和nestTokens用来进行数据筛选以及整合。

　　首先来看下squashTokens方法，该方法主要是整合html文本，对模板标签的token对象没有进行处理，代码很简单，就是将连续的html文本token对象整合成一个。

function squashTokens(tokens) {
        var squashedTokens = [];
 
        var token, lastToken;
        for (var i = 0, numTokens = tokens.length; i < numTokens; ++i) {
            token = tokens[i];
 
            if (token) {
                if (token[0] === 'text' && lastToken && lastToken[0] === 'text') {
                    lastToken[1] += token[1];
                    lastToken[3] = token[3];
                } else {
                    squashedTokens.push(token);
                    lastToken = token;
                }
            }
        }
 
        return squashedTokens;
    }

　　整合完html文本的token对象后，就通过nestTokens进行进一步的整合，遍历tokens数组，如果当前token为{{#XX}}或者{{^XX}}都说明是模板标签的开头标签，于是把它的第四个参数作为收集器存为collector进行下一轮判断，如果当前token为{{/}}则说明遍历到了模板闭合标签，取出其相对应的开头模板标签，再给予其第五个值为闭合标签的开始位置。如果是其他，则直接扔进当前的收集器中。如此遍历完后，tokens里的token对象就被整合成了树形结构

function nestTokens(tokens) {
        var nestedTokens = [];
 
        //collector是个收集器，用于收集当前标签子元素的工具
        var collector = nestedTokens;
        var sections = [];
 
        var token, section;
        for (var i = 0, numTokens = tokens.length; i < numTokens; ++i) {
            token = tokens[i];
 
            switch (token[0]) {
                case '#':
                case '^':
                    collector.push(token);
                    sections.push(token);   //存放模板标签的开头对象
 
                    collector = token[4] = [];  //此处可分解为：token[4]=[];collector = token[4];即将collector指向当前token的第4个用于存放子对象的容器
 
                    break;
                case '/':
                    section = sections.pop();   //当发现闭合对象{{/XX}}时，取出与其相对应的开头{{#XX}}或{{^XX}}
                    section[5] = token[2];
                    collector = sections.length > 0 ? sections[sections.length - 1][4] : nestedTokens;  //如果sections未遍历完，则说明还是有可能发现{{#XX}}开始标签，所以将collector指向最后一个sections中的最后一个{{#XX}}
                    break;
                default:
                    collector.push(token);      //如果是普通标签，扔进当前的collector中
            }
        }
 
        //最终返回的数组即为树形结构
        return nestedTokens;
    }

　　经过两个方法的筛选和整合，最终出来的数据就是精简的树形结构数据：

　

　　　至此，整个解析器的代码就分析完了，然后我们来分析渲染器的代码。

　　　parseTemplate将模板代码解析为树形结构的tokens数组，按照平时写mustache的习惯，用完parse后，就是直接用 xx.innerHTML = Mustache.render(template , obj)，因为此前会先调用parse解析，解析的时候会将解析结果缓存起来，所以当调用render的时候，就会先读缓存，如果缓存里没有相关解析数据，再调用一下parse进行解析。

Writer.prototype.render = function (template, view, partials) {
        var tokens = this.parse(template);
 
        //将传进来的js对象实例化成context对象
        var context = (view instanceof Context) ? view : new Context(view);
        return this.renderTokens(tokens, context, partials, template);
    };

　　可见，进行最终解析的renderTokens函数之前，还要先把传进来的需要渲染的对象数据进行处理一下，也就是把数据包装成context对象。所以我们先看下context部分的代码：

function Context(view, parentContext) {
        this.view = view == null ? {} : view;
        this.cache = { '.': this.view };
        this.parent = parentContext;
    }
 
    /**
     * 实例化一个新的context对象，传入当前context对象成为新生成context对象的父对象属性parent中
     */
    Context.prototype.push = function (view) {
        return new Context(view, this);
    };
 
    /**
     * 获取name在js对象中的值
     */
    Context.prototype.lookup = function (name) {
        var cache = this.cache;
 
        var value;
        if (name in cache) {
            value = cache[name];
        } else {
            var context = this, names, index;
 
            while (context) {
                if (name.indexOf('.') > 0) {
                    value = context.view;
                    names = name.split('.');
                    index = 0;
 
                    while (value != null && index < names.length)
                        value = value[names[index++]];
                } else if (typeof context.view == 'object') {
                    value = context.view[name];
                }
 
                if (value != null)
                    break;
 
                context = context.parent;
            }
 
            cache[name] = value;
        }
 
        if (isFunction(value))
            value = value.call(this.view);
 
        console.log(value)
        return value;
    };

　　context部分代码也是很少，context是专门为树形结构提供的工厂类，context的构造函数中，this.cache = {'.':this.view}是把需要渲染的数据缓存起来，同时在后面的lookup方法中，把需要用到的属性值从this.view中剥离到缓存的第一层来，也就是lookup方法中的cache[name] = value，方便后期查找时先在缓存里找

　　context的push方法比较简单，就是形成树形关系，将新的数据传进来封装成新的context对象，并且将新的context对象的parent值指向原来的context对象。

　　context的lookup方法，就是获取name在渲染对象中的值，我们一步一步来分析，先是判断name是否在cache中的第一层，如果不在，才进行深度获取。然后将进行一个while循环：

　　先是判断name是否有.这个字符，如果有点的话，说明name的格式为XXX.XX，也就是很典型的键值的形式。然后就将name通过.分离成一个数组names，通过while循环遍历names数组，在需要渲染的数据中寻找以name为键的值。

　　如果name没有.这个字符，说明是一个单纯的键，先判断一下需要渲染的数据类型是否为对象，如果是，就直接获取name在渲染的数据里的值。

　　通过两层判断，如果没找到符合的值，则将当前context置为context的父对象，再对其父对象进行寻找，直至找到value或者当前context无父对象为止。如果找到了，将值缓存起来。

　　看完context类的代码，就可以看渲染器的代码了：

Writer.prototype.renderTokens = function (tokens, context, partials, originalTemplate) {
        var buffer = '';
 
        var self = this;
        function subRender(template) {
            return self.render(template, context, partials);
        }
 
        var token, value;
        for (var i = 0, numTokens = tokens.length; i < numTokens; ++i) {
            token = tokens[i];
 
            switch (token[0]) {
                case '#':
                    value = context.lookup(token[1]);   //获取{{#XX}}中XX在传进来的对象里的值
 
                    if (!value)
                        continue;   //如果不存在则跳过
 
                    //如果为数组，说明要复写html，通过递归，获取数组里的渲染结果
                    if (isArray(value)) {
                        for (var j = 0, valueLength = value.length; j < valueLength; ++j) {
                            //获取通过value渲染出的html
                            buffer += this.renderTokens(token[4], context.push(value[j]), partials, originalTemplate);
                        }
                    } else if (typeof value === 'object' || typeof value === 'string') {
                        //如果value为对象，则不用循环，根据value进入下一次递归
                        buffer += this.renderTokens(token[4], context.push(value), partials, originalTemplate);
                    } else if (isFunction(value)) {
                        //如果value是方法，则执行该方法，并且将返回值保存
                        if (typeof originalTemplate !== 'string')
                            throw new Error('Cannot use higher-order sections without the original template');
 
                        // Extract the portion of the original template that the section contains.
                        value = value.call(context.view, originalTemplate.slice(token[3], token[5]), subRender);
 
                        if (value != null)
                            buffer += value;
                    } else {
                        buffer += this.renderTokens(token[4], context, partials, originalTemplate);
                    }
 
                    break;
                case '^':
                    //如果为{{^XX}}，则说明要当value不存在（null、undefine、0、''）或者为空数组的时候才触发渲染
                    value = context.lookup(token[1]);
 
                    // Use JavaScript's definition of falsy. Include empty arrays.
                    // See https://github.com/janl/mustache.js/issues/186
                    if (!value || (isArray(value) && value.length === 0))
                        buffer += this.renderTokens(token[4], context, partials, originalTemplate);
 
                    break;
                case '>':
                    //防止对象不存在
                    if (!partials)
                        continue;
                    //>即直接读取该值，如果partials为方法，则执行，否则获取以token为键的值
                    value = isFunction(partials) ? partials(token[1]) : partials[token[1]];
 
                    if (value != null)
                        buffer += this.renderTokens(this.parse(value), context, partials, value);
 
                    break;
                case '&':
                    //如果为&，说明该属性下显示为html，通过lookup方法获取其值，然后叠加到buffer中
                    value = context.lookup(token[1]);
 
                    if (value != null)
                        buffer += value;
 
                    break;
                case 'name':
                    //如果为name说明为属性值，不作为html显示，通过mustache.escape即escapeHtml方法将value中的html关键词转码
                    value = context.lookup(token[1]);
 
                    if (value != null)
                        buffer += mustache.escape(value);
 
                    break;
                case 'text':
                    //如果为text，则为普通html代码，直接叠加
                    buffer += token[1];
                    break;
            }
        }
 
        return buffer;
    };

　 　原理还是比较简单的，因为tokens的树形结构已经形成，渲染数据就只需要按照树形结构的顺序进行遍历输出就行了。

　　不过还是大概描述一下，buffer是用来存储渲染后的数据，遍历tokens数组，通过switch判断当前token的类型：

　　如果是#，先获取到{{#XX}}中的XX在渲染对象中的值value，如果没有该值，直接跳过该次循环，如果有，则判断value是否为数组，如果为数组，说明要复写html，再遍历value，通过递归获取渲染后的html数据。如果value为对象或者普通字符串，则不用循环输出，直接获取以value为参数渲染出的html，如果value为方法，则执行该方法，并且将返回值作为结果叠加到buffer中。如果是^，则当value不存在或者value是数组且数组为空的时候，才获取渲染数据，其他判断都是差不多。

　　通过这堆判断以及递归调用，就可以把数据完成渲染出来了。

　　至此，Mustache的源码也就解读完了，Mustache的核心就是一个解析器加一个渲染器，以非常简洁的代码实现了一个强大的模板引擎。