Vite/Vue HMR的自定义边界（Boundary）定义：实现细粒度热更新与状态保持 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

Vite/Vue HMR 的自定义边界：实现细粒度热更新与状态保持

大家好，今天我们来深入探讨 Vite 和 Vue 在热模块替换（HMR）机制中一个非常重要的概念：自定义边界（Custom Boundary）。HMR 是现代前端开发中提高开发效率的关键特性，它允许我们在修改代码后，无需刷新整个页面就能看到修改的效果。而自定义边界则进一步提升了 HMR 的精确度和效率，让我们能够在更细粒度的层面上进行热更新，并尽可能地保持组件的状态。

1. HMR 的基本原理与局限性

在深入自定义边界之前，我们先简单回顾一下 HMR 的基本原理。当我们在开发过程中修改了某个模块（例如一个 Vue 组件）的代码，Vite 会：

检测变更： Vite 的服务器监听文件系统的变化，一旦发现模块文件被修改，就会触发 HMR。
编译模块： 修改后的模块会被 Vite 重新编译。
通知客户端： Vite 通过 WebSocket 连接通知客户端（浏览器）有模块需要更新。
模块替换： 客户端接收到通知后，会请求更新后的模块，并用新模块替换旧模块。
触发更新： Vue 的 HMR 实现会遍历组件树，找到使用了被更新模块的组件，并触发这些组件的重新渲染。

这个过程看似简单，但默认的 HMR 行为存在一些局限性：

粗粒度更新： 默认情况下，HMR 会更新所有使用了被修改模块的组件。这意味着即使我们只是修改了组件内部的一小部分逻辑，整个组件及其子组件都可能被重新渲染。
状态丢失： 组件重新渲染会导致其内部状态丢失。例如，表单输入框中的内容、组件的展开/折叠状态等都会被重置。

这些局限性在大型项目中尤为明显。频繁的粗粒度更新会降低开发效率，而状态丢失则会影响开发体验。因此，我们需要一种更精细的 HMR 机制，允许我们只更新真正需要更新的部分，并尽可能地保留组件的状态。

2. 什么是自定义边界？

自定义边界就是用来解决上述问题的。它允许我们明确地指定哪些模块的更新应该触发哪些组件的重新渲染。简单来说，我们可以把自定义边界看作是 HMR 的“作用域”。

默认情况下，Vite 会自动推断 HMR 的边界。它会查找模块的父模块，并将其作为 HMR 的边界。这意味着当一个模块被修改时，它的父模块以及所有依赖于父模块的组件都会被重新渲染。

但是，在某些情况下，这种自动推断的边界可能过于宽泛。例如，一个工具函数被多个组件使用，修改这个工具函数会导致所有使用它的组件都被重新渲染。而实际上，我们可能只需要更新其中一个组件。

通过自定义边界，我们可以手动指定 HMR 的边界，从而缩小更新范围，提高 HMR 的效率。

3. 如何定义自定义边界？

Vue 官方提供了 defineHMRBoundary API 来定义自定义 HMR 边界。这个 API 接受两个参数：

id：模块的 ID。通常是模块的文件路径。
callback：一个回调函数，当模块被更新时，这个回调函数会被执行。

defineHMRBoundary 的基本用法如下：

// MyComponent.vue

import { defineComponent, defineHMRBoundary } from 'vue';

export default defineComponent({
  name: 'MyComponent',
  // ...组件选项
});

if (import.meta.hot) {
  defineHMRBoundary(import.meta.url, () => {
    // HMR 逻辑
    console.log('MyComponent 被更新了！');
  });
}

在这个例子中，我们使用 defineHMRBoundary 定义了 MyComponent.vue 的 HMR 边界。当 MyComponent.vue 被修改时，控制台会输出 MyComponent 被更新了！。

4. 自定义边界的典型应用场景

下面我们来看一些自定义边界的典型应用场景：

工具函数： 当一个工具函数被多个组件使用时，我们可以使用自定义边界来避免不必要的组件重新渲染。

// utils.js

export function formatNumber(number) {
  return number.toLocaleString();
}

if (import.meta.hot) {
  import.meta.hot.accept(() => {
    console.log('utils.js 被更新了！');
  });
}

// MyComponent.vue
import { defineComponent, ref, onMounted } from 'vue';
import { formatNumber } from './utils.js';

export default defineComponent({
  name: 'MyComponent',
  setup() {
    const number = ref(1234567);
    const formattedNumber = ref('');

    onMounted(() => {
      formattedNumber.value = formatNumber(number.value);
    });

    return {
      number,
      formattedNumber,
    };
  },
});

在这个例子中，如果 utils.js 被修改，默认情况下 MyComponent.vue 会被重新渲染。但是，我们可以使用 import.meta.hot.accept 来定义 utils.js 的 HMR 边界，从而避免 MyComponent.vue 的重新渲染。

// utils.js

export function formatNumber(number) {
  return number.toLocaleString();
}

if (import.meta.hot) {
  import.meta.hot.accept(() => {
    console.log('utils.js 被更新了！');
    // 在这里可以执行一些更新逻辑，例如通知使用了该工具函数的组件进行更新
  });
}

在 import.meta.hot.accept 的回调函数中，我们可以执行一些更新逻辑，例如通知使用了该工具函数的组件进行更新。这种方式更加灵活，可以让我们更精确地控制 HMR 的行为。

组件库： 当开发组件库时，自定义边界可以帮助我们避免组件之间的相互影响。

// MyButton.vue

import { defineComponent } from 'vue';

export default defineComponent({
  name: 'MyButton',
  props: {
    label: {
      type: String,
      required: true,
    },
  },
});

if (import.meta.hot) {
  import.meta.hot.accept(() => {
    console.log('MyButton.vue 被更新了！');
  });
}

在这个例子中，如果 MyButton.vue 被修改，只有使用了 MyButton 组件的组件才会被重新渲染。其他组件不会受到影响。

大型组件： 对于大型组件，我们可以将其拆分成多个子组件，并为每个子组件定义自定义边界，从而实现更细粒度的 HMR。

// MyLargeComponent.vue

import { defineComponent } from 'vue';
import MySubComponentA from './MySubComponentA.vue';
import MySubComponentB from './MySubComponentB.vue';

export default defineComponent({
  name: 'MyLargeComponent',
  components: {
    MySubComponentA,
    MySubComponentB,
  },
});

// MySubComponentA.vue

import { defineComponent } from 'vue';

export default defineComponent({
  name: 'MySubComponentA',
});

if (import.meta.hot) {
  import.meta.hot.accept(() => {
    console.log('MySubComponentA.vue 被更新了！');
  });
}

// MySubComponentB.vue

import { defineComponent } from 'vue';

export default defineComponent({
  name: 'MySubComponentB',
});

if (import.meta.hot) {
  import.meta.hot.accept(() => {
    console.log('MySubComponentB.vue 被更新了！');
  });
}

在这个例子中，如果 MySubComponentA.vue 被修改，只有 MySubComponentA 组件会被重新渲染。MySubComponentB 组件不会受到影响。

5. 使用 import.meta.hot API

除了 defineHMRBoundary 之外，Vite 还提供了 import.meta.hot API，它提供了更底层的 HMR 控制能力。

import.meta.hot 对象包含以下方法：

accept(callback)：接受模块的更新。当模块被更新时，callback 函数会被执行。
dispose(callback)：在模块被替换之前执行 callback 函数。
invalidate()：强制整个页面刷新。

我们可以使用这些方法来实现更复杂的 HMR 逻辑。

例如，我们可以使用 dispose 方法来保存组件的状态：

// MyComponent.vue

import { defineComponent, ref, onMounted } from 'vue';

export default defineComponent({
  name: 'MyComponent',
  setup() {
    const count = ref(0);

    onMounted(() => {
      // 从 localStorage 中加载状态
      const savedCount = localStorage.getItem('my-component-count');
      if (savedCount) {
        count.value = parseInt(savedCount);
      }
    });

    return {
      count,
    };
  },
});

if (import.meta.hot) {
  import.meta.hot.accept(() => {
    console.log('MyComponent 被更新了！');
  });

  import.meta.hot.dispose(() => {
    // 在组件被替换之前保存状态到 localStorage
    localStorage.setItem('my-component-count', String(this.count)); // 注意这里需要使用 `this`
  });
}

在这个例子中，我们使用 dispose 方法在组件被替换之前将 count 的值保存到 localStorage 中。当组件重新渲染时，我们会从 localStorage 中加载 count 的值，从而保持组件的状态。

6. 自定义边界的最佳实践

在使用自定义边界时，我们需要注意以下几点：

谨慎使用： 不要滥用自定义边界。只有在默认的 HMR 行为不满足需求时才应该使用自定义边界。
保持简单： 自定义边界的逻辑应该尽可能简单。复杂的逻辑容易出错，并且会降低 HMR 的效率。
测试： 确保自定义边界的逻辑正确。可以使用单元测试或集成测试来验证 HMR 的行为。
利用 Vue 的响应式系统： 尽量利用 Vue 的响应式系统来自动更新视图。避免手动操作 DOM。

7. 案例分析：一个复杂的组件结构

假设我们有一个复杂的组件结构如下：

App.vue
  └── ComponentA.vue
      ├── ComponentB.vue
      │   └── ComponentC.vue
      └── ComponentD.vue

现在，ComponentC.vue 依赖于一个工具函数 utils.js。我们修改了 utils.js，但不希望整个 App.vue 都重新渲染，而是希望只更新 ComponentC.vue。

我们可以这样做：

在 utils.js 中定义 HMR 接受逻辑:

// utils.js
export function myFunction() {
  // ...
}

if (import.meta.hot) {
  import.meta.hot.accept(() => {
    console.log('utils.js 更新了，通知相关组件！');
    // 这里可以通知 ComponentC 更新
    // 可以通过事件总线，或者直接修改 ComponentC 的响应式数据
  });
}

在 ComponentC.vue 中监听 utils.js 的更新:

// ComponentC.vue
<template>
  <div>{{ data }}</div>
</template>

<script>
import { defineComponent, ref, onMounted } from 'vue';
import { myFunction } from './utils.js';

export default defineComponent({
  setup() {
    const data = ref(myFunction());

    onMounted(() => {
      if (import.meta.hot) {
        import.meta.hot.on('utils-updated', () => { // 使用自定义事件
          data.value = myFunction();  // 重新调用函数更新数据
        });
      }
    });

    return { data };
  }
});
</script>

修改 utils.js 中的 HMR 逻辑，触发自定义事件:

// utils.js
export function myFunction() {
  // ...
}

if (import.meta.hot) {
  import.meta.hot.accept(() => {
    console.log('utils.js 更新了，触发事件！');
    import.meta.hot.emit('utils-updated'); // 触发自定义事件
  });
}

这样，当我们修改 utils.js 时，只有 ComponentC.vue 会被更新，其他组件不会受到影响。这个案例演示了如何使用 import.meta.hot 的 emit 和 on 方法进行组件间的通信，从而实现更精确的 HMR。

8. 总结与展望

今天我们学习了 Vite/Vue HMR 的自定义边界。自定义边界是一种强大的工具，可以帮助我们实现更细粒度的 HMR，提高开发效率，并尽可能地保持组件的状态。通过 defineHMRBoundary 和 import.meta.hot API, 我们可以灵活地控制 HMR 的行为。希望大家在实际项目中灵活运用自定义边界，提升开发体验。

关键点回顾

HMR 的局限： 默认 HMR 可能导致粗粒度更新和状态丢失。
自定义边界： 可以更精确地控制 HMR 的范围。
defineHMRBoundary 和 import.meta.hot： 提供了不同的 HMR 控制方式。
最佳实践： 谨慎使用、保持简单、进行测试。

未来发展趋势

随着前端技术的不断发展，HMR 也会变得更加智能和高效。例如，未来的 HMR 可能会自动分析代码的依赖关系，并根据依赖关系自动推断 HMR 的边界。此外，HMR 可能会支持更复杂的场景，例如跨组件的状态共享和数据同步。让我们一起期待 HMR 技术的未来发展。

希望大家有所收获，谢谢！

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