Vue编译优化实现流程详解

动态节点收集与补丁标志

1.传统diff算法的问题

对于一个普通模板文件，如果只是标签中的内容发生了变化，那么最简单的更新方法很明显是直接替换标签中的文本内容。但是diff算法很明显做不到这一点，它会重新生成一棵虚拟DOM树，然后对两棵虚拟DOM树进行比较。很明显，与直接替换标签中的内容相比，传统diff算法需要做很多无意义的操作，如果能够去除这些无意义的操作，将会省下一笔很大的性能开销。其实，只要在模板编译时，标记出哪些节点是动态的，哪些是静态的，然后再通过虚拟DOM传递给渲染器，渲染器就能根据这些信息，直接修改对应节点，从而提高运行时性能。

2.Block和PatchFlags

对于一个传统的模板：

<div>
    <div>
        foo
    </div>
    <p>
        {{ bar }}
    </p>
</div>

在这个模板中，只用{{ bar }}是动态内容，因此在bar变量发生变化时，只需要修改p标签内的内容就行了。因此我们在这个模板对于的虚拟DOM中，加入patchFlag属性，以此来标签模板中的动态内容。

const vnode = {
    tag: 'div',
    children: [
        { tag: 'div', children: 'foo' },
        { tag: 'p', children: ctx.bar, patchFlag: 1 },
    ]
}

对于不同的数值绑定，我们分别用不同的patch值来表示：

• 数字1，代表节点有动态的textContent
• 数字2，代表节点有动态的class绑定
• 数字3，代表节点有动态的style绑定
• 数字4，其他…

我们可以新建一个枚举类型来表示这些值:

enum PatchFlags {
    TEXT: 1,
    CLASS,
    STYLE,
    OTHER
}

这样我们就在虚拟DOM的创建阶段，将动态节点提取出来：

const vnode = {
    tag: 'div',
    children: [
        { tag: 'div', children: 'foo' },
        { tag: 'p', children: ctx.bar, patchFlag: PatchFlags.TEXT },
    ],
    dynamicChildren: [
        { tag: 'p', children: ctx.bar, patchFlag: PatchFlags.TEXT },
    ]
}

3.收集动态节点

首先我们创建收集动态节点的逻辑。

const dynamicChildrenStack = []; // 动态节点栈
let currentDynamicChildren = null; // 当前动态节点集合
function openBlock() {
    // 创建一个新的动态节点栈
	dynamicChildrenStack.push((currentDynamicChildren = []));
}
function closeBlock() {
    // openBlock创建的动态节点集合弹出
    currentDynamicChildren = dynamicChildrenStack.pop();
}

然后，我们在创建虚拟节点的时候，对动态节点进行收集。

function createVNode(tag, props, children, flags) {
    const key = props && props.key;
    props && delete props.key;
    const vnode = {
        tag,
        props,
        children,
        key,
        patchFlags: flags
    }
    if(typeof flags !== 'undefined' && currentDynamicChildren) {
        currentDynamicChildren.push(vnode);
    }
    return vnode;
}

然后我们修改组件渲染函数的逻辑。

render() {
    return (openBlock(), createBlock('div', null, [
        createVNode('p', { class: 'foo' }, null, 1),
        createVNode('p', { class: 'bar' }, null)
    ]));
}
function createBlock(tag, props, children) {
    const block = createVNode(tag, props, children);
    block.dynamicChildren = currentDynamicChildren;
    closeBlock();
    return block;
}

4.渲染器运行时支持

function patchElement(n1, n2) {
    const el = n2.el = n1.el;
    const oldProps = n1.props;
    const newProps = n2.props;
    // ...
    if(n2.dynamicChildren) {
        // 如果有动态节点数组，直接更新动态节点数组
        patchBlockChildren(n1, n2);
    } else {
        patchChildren(n1, n2, el);
    }
}
function pathcBlockChildren(n1, n2) {
    for(let i = 0; i < n2.dynamicChildren.length; i++) {
        patchElement(n1.dynamicChildren[i], n2.dynamicChildren[i]);
    }
}

由于我们标记了不同的动态节点类型，因此我们可以针对性的完成靶向更新。

function patchElement(n1, n2) {
    const el = n2.el = n1.el;
    const oldProps = n1.props;
    const newProps = n2.props;
    if(n2.patchFlags) {
        if(n2.patchFlags === 1) {
            // 只更新内容
        } else if(n2.patchFlags === 2) {
            // 只更新class
        } else if(n2.patchFlags === 3) {
            // 只更新style
        } else {
            // 更新所有
            for(const k in newProps) {
                if(newProps[key] !== oldProps[key]) {
                	patchProps(el, key, oldProps[k], newProps[k]);
                }
            }
            for(const k in oldProps) {
                if(!key in newProps) {
                    patchProps(el, key, oldProps[k], null);
                }
            }
        }
    }
    patchChildren(n1, n2, el);
}

5.Block树

组件的根节点必须作为Block角色，这样，从根节点开始的所有动态子代节点都会被收集到根节点的dynamicChildren数组中。除了根节点外，带有v-if、v-for这种结构化指令的节点，也会被作为Block角色，这些Block角色共同构成一棵Block树。

静态提升

假设有以下模板

<div>
    <p>
        static text
    </p>
    <p>
        {{ title }}
    </p>
</div>

默认情况下，对应的渲染函数为:

function render() {
    return (openBlock(), createBlock('div', null, [
        createVNode('p', null, 'static text'),
        createVNode('p', null, ctx.title, 1 /* TEXT */)
    ]))
}

在这段代码中，当ctx.title属性变化时，内容为静态文本的p标签节点也会跟着渲染一次，这很明显式不必要的。因此，我们可以使用“静态提升”，即将静态节点，提取到渲染函数之外，这样渲染函数在执行的时候，只是保持了对静态节点的引用，而不会重新创建虚拟节点。

const hoist1 = createVNode('p', null, 'static text');
function render() {
    return (openBlock(), createBlock('div', null, [
        hoist1,
        createVNode('p', null, ctx.title, 1 /* TEXT */)
    ]))
}

除了静态节点，对于静态props我们也可以将其进行静态提升处理。

const hoistProps = { foo: 'bar', a: '1' };
function render() {
    return (openBlock(), createBlock('div', null, [
        hoist1,
        createVNode('p', hoistProps, ctx.title, 1 /* TEXT */)
    ]))
}

预字符化

除了对节点进行静态提升外，我们还可以对于纯静态的模板进行预字符化。对于这样一个模板：

<templete>
	<p></p>
    <p></p>
    <p></p>
    <p></p>
    <p></p>
    ...
    <p></p>
    <p></p>
    <p></p>
    <p></p>
</templete>

我们完全可以将其预处理为：

const hoistStatic = createStaticVNode('<p></p><p></p><p></p><p></p>...<p></p><p></p><p></p><p></p>')；
render() {
    return (openBlock(), createBlock('div', null, [
		hoistStatic
    ]));
}

这么做的优势：

• 大块的静态内容可以通过innerHTML直接设置，在性能上具有一定优势
• 减少创建虚拟节点带来的额外开销
• 减少内存占用

缓存内联事件处理函数

当为组件添加内联事件时，每次新建一个组件，都会为该组件重新创建并绑定一个新的内联事件函数，为了避免这方面的无意义开销，我们可以对内联事件处理函数进行缓存。

function render(ctx, cache) {
    return h(Comp, {
        onChange: cache[0] || cache[0] = ($event) => (ctx.a + ctx.b);
    })
}

v-once

v-once指令可以是组件只渲染一次，并且即使该组件绑定了动态参数，也不会更新。它与内联事件一样，也是使用了缓存，同时通过setBlockTracking(-1)阻止该VNode被Block收集。

v-once的优点：

• 避免组件更新时重新创建虚拟DOM带来的性能开销
• 避免无用的Diff开销

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