大家好，欢迎来到今天的 Vue 3 编译器高级特性讲座！我是你们的老朋友，今天咱们要聊聊 Vue 3 编译器里两个非常酷炫的优化技巧：static hoisting (静态提升) 和 patch flags (补丁标志)。
先别被这些术语吓跑，其实它们的核心思想很简单：让 Vue 3 在运行时少做点无用功，把宝贵的 CPU 时间花在刀刃上。用大白话说，就是让 Vue 3 变得更快更省电！
第一部分：Static Hoisting (静态提升) – 搬运工的智慧
想象一下，你是一个搬运工，每天的任务是把一堆箱子从仓库搬到客户家里。有些箱子很重，里面装满了书籍，有些箱子很轻，里面只有空气。如果你每次都用同样的力气去搬运，那是不是有点傻？
Static hoisting 就有点像这个聪明的搬运工。它会识别出那些"轻"箱子，也就是在模板中永远不会改变的部分 (静态节点)，然后提前把它们搬到仓库外面，直接让客户取走，避免每次都重新搬运。
1.1 什么是静态节点？
简单来说，静态节点就是那些内容在整个组件生命周期内都不会发生改变的 DOM 节点。比如：
- 静态文本：
<div>Hello World</div>中的 "Hello World" - 静态属性：
<div class="static-class">中的 "static-class" - 静态标签：
<p>(只要它的属性和内容都是静态的)
1.2 Static Hoisting 的工作原理
Vue 3 的编译器在编译模板时，会扫描整个模板树，找出所有的静态节点。然后，它会将这些静态节点提升到组件的 setup 函数之外，成为一个常量。这样，每次组件渲染时，Vue 3 就不需要重新创建这些节点，而是直接引用这个常量。
1.3 代码示例：从普通编译到静态提升
咱们来看一个例子：
<template>
<div>
<h1>这是一个静态标题</h1>
<p>这是一段静态文本</p>
<button @click="count++">{{ count }}</button>
</div>
</template>
<script>
import { ref } from 'vue';
export default {
setup() {
const count = ref(0);
return { count };
}
};
</script>在没有 static hoisting 的情况下，每次 count 改变并触发组件重新渲染时，<h1> 和 <p> 都会被重新创建。
现在，我们来看看 Vue 3 编译器是如何优化这个模板的。简化后的编译结果大概是这样的：
import { createElementBlock, createVNode, toDisplayString, ref } from 'vue';
const _hoisted_1 = /*#__PURE__*/createVNode("h1", null, "这是一个静态标题", -1 /* HOISTED */);
const _hoisted_2 = /*#__PURE__*/createVNode("p", null, "这是一段静态文本", -1 /* HOISTED */);
export function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
return (createElementBlock("div", null, [
_hoisted_1,
_hoisted_2,
createVNode("button", { onClick: _cache[0] || (_cache[0] = ($event) => (_ctx.count++)) }, toDisplayString(_ctx.count), 1 /* TEXT */)
]))
}
export default {
setup() {
const count = ref(0);
return { count };
}
};注意看 _hoisted_1 和 _hoisted_2 这两个变量。它们使用了 createVNode 函数创建了 <h1> 和 <p> 节点，并且被标记为 HOISTED。这意味着这些节点只会被创建一次，然后在每次渲染时直接引用。
1.4 Static Hoisting 的优势
- 减少内存消耗： 静态节点只会被创建一次，避免了重复创建造成的内存浪费。
- 提高渲染性能： 避免了重复创建 DOM 节点的开销，提升了渲染速度。
- 减少垃圾回收： 静态节点不会被频繁地创建和销毁，减少了垃圾回收的压力。
1.5 Static Hoisting 的局限性
Static hoisting 只能提升那些真正静态的节点。如果节点的内容或属性依赖于动态数据，那么它就不能被提升。
第二部分：Patch Flags (补丁标志) – 精准打击的艺术家
现在，咱们来聊聊 patch flags。 如果 static hoisting 是一个搬运工，那么 patch flags 就像一个外科医生，它能精确地知道哪些 DOM 节点需要更新，哪些不需要，从而避免不必要的 DOM 操作。
2.1 什么是 Patch Flags？
Patch flags 是一种标志，它告诉 Vue 3 的虚拟 DOM 算法，在更新 DOM 时，哪些部分需要被修改。通过使用 patch flags，Vue 3 可以避免对整个 DOM 树进行无差别更新，而是只更新那些真正需要改变的部分。
2.2 Patch Flags 的种类
Vue 3 定义了多种 patch flags，每种标志都代表了不同的更新策略。这里列出一些常用的 patch flags：
| Patch Flag | 含义 |
|---|---|
TEXT |
文本节点需要更新 |
CLASS |
class 属性需要更新 |
STYLE |
style 属性需要更新 |
PROPS |
除了 class 和 style 之外的属性需要更新 |
FULL_PROPS |
带有key属性，需要完整的diff算法 |
EVENT |
事件监听器需要更新 |
CHILDREN |
子节点需要更新 |
DYNAMIC_SLOTS |
动态插槽需要更新 |
NEED_PATCH |
强制执行完整的 diff 算法，即使节点看起来没有改变 |
HYDRATE_EVENTS |
仅用于水合。意味着DOM监听器需要附加，而不是创建一个新节点 |
STABLE_FRAGMENT |
子节点的顺序是稳定的（没有 key） |
KEYED_FRAGMENT |
子节点有 key，顺序可能会改变 |
UNKEYED_FRAGMENT |
子节点没有 key，顺序可能会改变 |
NEED_FULL_DIFF |
需要完全比对。例如，用于列表渲染场景，需要检查每个节点的变化。 |
DEV_ROOT_FRAGMENT |
仅用于开发模式。 |
2.3 Patch Flags 的工作原理
在编译模板时，Vue 3 编译器会分析每个节点的依赖关系，并根据这些依赖关系生成相应的 patch flags。然后，在组件更新时，Vue 3 的虚拟 DOM 算法会根据这些 patch flags 来决定如何更新 DOM。
2.4 代码示例：Patch Flags 的威力
咱们还是用一个例子来说明：
<template>
<div>
<p class="message">{{ message }}</p>
</div>
</template>
<script>
import { ref } from 'vue';
export default {
setup() {
const message = ref('Hello Vue 3!');
setTimeout(() => {
message.value = 'Hello World!';
}, 2000);
return { message };
}
};
</script>在这个例子中，只有 <p> 标签的文本内容会发生改变。如果没有 patch flags，Vue 3 可能会重新创建整个 <p> 标签。但是，有了 patch flags，Vue 3 就能精确地知道只需要更新文本节点即可。
编译后的代码 (简化版) 可能是这样的：
import { createElementBlock, createVNode, toDisplayString, ref } from 'vue';
export function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
return (createElementBlock("div", null, [
createVNode("p", { class: "message" }, toDisplayString(_ctx.message), 1 /* TEXT */)
]))
}
export default {
setup() {
const message = ref('Hello Vue 3!');
setTimeout(() => {
message.value = 'Hello World!';
}, 2000);
return { message };
}
};
</script>注意看 createVNode 函数的最后一个参数 1 /* TEXT */。这个 1 就是 patch flags，它表示只需要更新文本节点。
2.5 Patch Flags 的优势
- 减少 DOM 操作： 只更新需要改变的部分，避免了不必要的 DOM 操作，提高了渲染性能。
- 提高渲染效率： 精准的更新策略，让 Vue 3 能够更快地完成渲染任务。
- 降低资源消耗： 减少了 CPU 和内存的消耗，让 Vue 3 更加省电。
2.6 Patch Flags 的应用场景
Patch flags 在各种场景下都能发挥作用，尤其是在处理动态数据和列表渲染时。
- 动态属性： 当元素的属性依赖于动态数据时，
patch flags可以帮助 Vue 3 只更新那些发生改变的属性。 - 动态文本： 当元素的文本内容依赖于动态数据时，
patch flags可以帮助 Vue 3 只更新文本节点。 - 列表渲染： 当使用
v-for渲染列表时，patch flags可以帮助 Vue 3 识别出哪些列表项需要更新，哪些需要新增或删除，从而避免对整个列表进行重新渲染。
第三部分：Static Hoisting + Patch Flags = 性能飞跃
Static hoisting 和 patch flags 并不是孤立存在的，它们通常会一起使用，共同优化 Vue 3 的渲染性能。
Static hoisting 负责减少需要处理的节点数量，而 patch flags 负责精确地更新需要改变的节点。这两者结合起来，可以极大地减少 Vue 3 在运行时需要做的工作，从而实现性能的飞跃。
3.1 案例分析：一个复杂的组件
咱们来看一个更复杂的例子，它结合了静态节点和动态数据：
<template>
<div class="container">
<h1>欢迎来到我的博客</h1>
<p class="description">这里分享一些关于 {{ topic }} 的文章。</p>
<ul>
<li v-for="article in articles" :key="article.id">
<a :href="article.url">{{ article.title }}</a>
</li>
</ul>
<p class="footer">版权所有 © 2023</p>
</div>
</template>
<script>
import { ref } from 'vue';
export default {
setup() {
const topic = ref('Vue 3');
const articles = ref([
{ id: 1, title: 'Vue 3 入门教程', url: '/vue3-tutorial' },
{ id: 2, title: 'Vue 3 高级技巧', url: '/vue3-advanced' }
]);
return { topic, articles };
}
};
</script>在这个组件中：
<h1>和<p class="footer">是静态节点，可以被static hoisting提升。<p class="description">的文本内容依赖于topic，需要使用patch flags来更新文本节点。<ul>中的列表项依赖于articles，需要使用patch flags来高效地更新列表。
通过 static hoisting 和 patch flags 的协同作用，Vue 3 可以只更新那些真正需要改变的部分，避免了对整个组件进行重新渲染，从而实现了最佳的性能。
第四部分：实战技巧与注意事项
了解了 static hoisting 和 patch flags 的原理之后，咱们再来聊聊如何在实际开发中利用它们来优化 Vue 3 应用的性能。
4.1 尽量使用静态节点
在编写模板时，尽量将那些不会发生改变的部分定义为静态节点。比如，可以使用静态文本、静态属性和静态标签。
4.2 避免在静态节点中使用动态数据
如果一个节点的内容或属性依赖于动态数据，那么它就不能被 static hoisting 提升。因此，尽量避免在静态节点中使用动态数据。
4.3 合理使用 key 属性
在使用 v-for 渲染列表时，一定要为每个列表项指定一个唯一的 key 属性。key 属性可以帮助 Vue 3 识别出哪些列表项需要更新，哪些需要新增或删除，从而提高列表渲染的性能。
4.4 避免不必要的重新渲染
有时候，即使使用了 static hoisting 和 patch flags，组件仍然可能会进行不必要的重新渲染。这可能是因为父组件的更新导致子组件也跟着更新。为了避免这种情况，可以使用 shallowRef 或 shallowReactive 来创建响应式数据，或者使用 memo 来缓存组件。
4.5 利用 Vue Devtools 观察 Patch Flags
Vue Devtools 提供了观察 Patch Flags 的功能。在组件更新时，Devtools 会显示哪些节点被更新，以及使用了哪些 Patch Flags。通过观察 Patch Flags，你可以更好地了解 Vue 3 的渲染机制，并找到性能瓶颈。
总结
今天我们深入探讨了 Vue 3 编译器中的 static hoisting 和 patch flags 这两个强大的优化特性。Static hoisting 负责提前搬运静态节点，patch flags 负责精准打击需要更新的节点。它们就像一对黄金搭档，共同提升 Vue 3 的渲染性能，让你的应用更快更省电。
希望今天的讲座能帮助大家更好地理解 Vue 3 的内部机制，并在实际开发中运用这些技巧来优化应用的性能。记住，性能优化是一个持续不断的过程，需要我们不断学习和实践。
感谢大家的参与，下次再见！