深入分析 Vue 3 的 Compiler (编译器) 优化策略，例如静态提升 (Static Hoisting)、块树 (Block Tree) 和补丁标志 (Patch Flags)，它们如何提升运行时性能？

各位朋友，大家好！我是你们今天的Vue 3编译器优化策略讲师，咱们今天就来聊聊Vue 3编译器那些让代码跑得飞起的秘密武器。准备好了吗？Let’s go!

开场白：Vue 3的性能起飞之路

Vue 3相较于Vue 2，性能提升那可不是一点半点。这背后，除了虚拟DOM本身的优化，编译器可是功不可没。它就像一位精明的管家，在代码还没运行前，就把能优化的都优化了，让运行时省心省力。

今天，我们就来深入了解Vue 3编译器的三大核心优化策略：静态提升 (Static Hoisting)、块树 (Block Tree) 和补丁标志 (Patch Flags)。它们就像是三把刷子，把Vue 3的性能刷得锃亮。

第一把刷子：静态提升 (Static Hoisting)

想象一下，你家厨房里有些东西，比如菜刀、砧板，每次做饭都要重新准备一遍，是不是很麻烦？如果能把它们提前准备好，放在固定的地方，每次用的时候直接拿，效率是不是就高多了？

静态提升就是这个道理。Vue 3编译器会识别出模板中永远不会改变的部分（比如静态文本、静态属性），把它们提升到渲染函数之外，只创建一次，然后每次渲染都直接复用。

工作原理：

编译器会分析模板，找出静态节点。这些节点在整个组件生命周期内，其属性和内容都不会发生变化。
然后，编译器会将这些静态节点提前创建好，并缓存起来。
在渲染函数中，直接引用这些缓存的静态节点，避免重复创建。

代码示例：

<template>
  <div>
    <h1>Hello, World!</h1>
    <p>This is a static paragraph.</p>
    <button @click="count++">Count: {{ count }}</button>
  </div>
</template>

<script>
import { ref } from 'vue';

export default {
  setup() {
    const count = ref(0);
    return { count };
  }
};
</script>

在这个例子中，<h1>Hello, World!</h1> 和 <p>This is a static paragraph.</p> 就是静态节点。编译器会将它们提升到渲染函数之外，只创建一次。

编译结果（简化版）：

import { createElementBlock, createVNode, toDisplayString, ref } from 'vue';

const _hoisted_1 = createVNode("h1", null, "Hello, World!", -1 /* HOISTED */);
const _hoisted_2 = createVNode("p", null, "This is a static paragraph.", -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++)) }, "Count: " + toDisplayString(_ctx.count), 1 /* TEXT */)
  ]))
}

注意 _hoisted_1 和 _hoisted_2 这两个变量，它们就是被提升的静态节点。HOISTED 这个标志也说明了它们是被提升的。在渲染函数中，直接引用它们，避免了重复创建。

带来的好处：
- 减少内存占用： 静态节点只创建一次，避免了重复创建带来的内存开销。
- 提高渲染速度： 避免了重复创建节点的时间开销。
- 降低GC压力： 减少了需要垃圾回收的对象数量。

第二把刷子：块树 (Block Tree)

如果你的房间里东西很多，每次找东西都要翻箱倒柜，是不是很费劲？如果能把房间分成不同的区域，比如衣柜区、书桌区、娱乐区，每次找东西就只需要在对应的区域找，是不是就方便多了？

块树就是这个道理。Vue 3编译器会将模板分成一个个的块 (Block)，每个块代表模板中的一个动态区域。这样，在更新的时候，只需要更新发生变化的块，而不需要重新渲染整个模板。

工作原理：

编译器会分析模板，找出动态节点（即会发生变化的节点）。
然后，编译器会将模板分割成一个个的块，每个块包含一个或多个动态节点，以及它们之间的静态节点。
每个块都有一个唯一的key，用于在更新时进行比较。
在更新时，只需要比较块的key，如果key相同，则认为该块没有发生变化，不需要更新；如果key不同，则认为该块发生了变化，需要更新。

代码示例：

<template>
  <div>
    <p>Hello, {{ name }}!</p>
    <div v-if="show">
      <p>This is a conditional paragraph.</p>
    </div>
    <ul>
      <li v-for="item in list" :key="item.id">{{ item.name }}</li>
    </ul>
  </div>
</template>

<script>
import { ref } from 'vue';

export default {
  setup() {
    const name = ref('World');
    const show = ref(true);
    const list = ref([
      { id: 1, name: 'Apple' },
      { id: 2, name: 'Banana' },
      { id: 3, name: 'Orange' }
    ]);
    return { name, show, list };
  }
};
</script>

在这个例子中，{{ name }}、v-if="show" 和 v-for="item in list" 都是动态节点。编译器会将模板分割成多个块，每个块包含一个或多个动态节点，以及它们之间的静态节点。

编译结果（简化版）：

import { createElementBlock, createVNode, toDisplayString, Fragment, createCommentVNode, openBlock, createElement, createTextVNode } from 'vue';

export function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
  return (openBlock(), createElementBlock("div", null, [
    createVNode("p", null, "Hello, " + toDisplayString(_ctx.name) + "!", 1 /* TEXT */),
    (_ctx.show)
      ? (openBlock(), createElementBlock("div", null, [
          createVNode("p", null, "This is a conditional paragraph.")
        ]))
      : createCommentVNode("v-if", true),
    createVNode("ul", null, [
      (openBlock(true), createElementBlock(Fragment, null, renderList(_ctx.list, (item) => {
        return (openBlock(), createElementBlock("li", { key: item.id }, toDisplayString(item.name), 1 /* TEXT */))
      }), 128 /* KEYED_FRAGMENT */))
    ])
  ]))
}

在这个编译后的代码中，我们可以看到 openBlock() 和 createElementBlock() 这些函数，它们就是用来创建块的。Fragment 和 KEYED_FRAGMENT 则用于处理列表渲染。

带来的好处：
- 减少更新范围： 只更新发生变化的块，避免了重新渲染整个模板。
- 提高更新速度： 减少了需要更新的节点数量，提高了更新速度。
- 更精细的控制： 可以对每个块进行单独的优化，提高整体性能。

第三把刷子：补丁标志 (Patch Flags)

如果你的房间里的一件家具，只是掉了一个螺丝，你只需要把螺丝拧紧，而不需要把整个家具都换掉。

补丁标志就是这个道理。Vue 3编译器会为每个动态节点生成一个补丁标志，用于标识该节点需要更新的部分。这样，在更新的时候，只需要更新需要更新的部分，而不需要重新渲染整个节点。

工作原理：

编译器会分析动态节点，找出可能发生变化的部分。
然后，编译器会为每个动态节点生成一个补丁标志，用于标识该节点需要更新的部分。
在更新时，根据补丁标志，只更新需要更新的部分，而不需要重新渲染整个节点。

常用的补丁标志：

标志	含义
`TEXT`	文本节点的内容发生了变化。
`CLASS`	节点的class属性发生了变化。
`STYLE`	节点的style属性发生了变化。
`PROPS`	节点的属性发生了变化（除了class和style）。
`FULL_PROPS`	节点的属性发生了变化，需要进行完整的属性更新。
`HYDRATE_EVENTS`	节点需要进行事件绑定。
`STABLE_FRAGMENT`	Fragment中的子节点是稳定的，不需要进行diff算法。
`KEYED_FRAGMENT`	Fragment中的子节点是带key的，需要进行key的diff算法。
`UNKEYED_FRAGMENT`	Fragment中的子节点是不带key的，需要进行简单的diff算法。
`NEED_PATCH`	节点需要进行patch操作，但具体更新内容需要进一步判断。
`DYNAMIC_SLOTS`	节点包含动态插槽。
`DEV_ROOT_FRAGMENT`	开发环境下根Fragment的标志。
`TELEPORT`	节点是Teleport组件。
`SUSPENSE`	节点是Suspense组件。
`BAIL`	由于某种原因，无法进行优化，需要进行完整的更新。
`PATCH_BLOCKCHILDREN`	块的子节点需要进行patch操作。

代码示例：

<template>
  <div>
    <p :class="dynamicClass">Hello, {{ name }}!</p>
  </div>
</template>

<script>
import { ref } from 'vue';

export default {
  setup() {
    const name = ref('World');
    const dynamicClass = ref('red');
    return { name, dynamicClass };
  }
};
</script>

在这个例子中，:class="dynamicClass" 和 {{ name }} 都是动态节点。编译器会为它们生成不同的补丁标志。

编译结果（简化版）：

import { createElementBlock, createVNode, toDisplayString, normalizeClass, openBlock } from 'vue';

export function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
  return (openBlock(), createElementBlock("div", null, [
    createVNode("p", { class: normalizeClass(_ctx.dynamicClass) }, "Hello, " + toDisplayString(_ctx.name) + "!", 10 /* CLASS, TEXT */)
  ]))
}

注意 createVNode 函数的最后一个参数 10 /* CLASS, TEXT */，这就是补丁标志。它表示该节点的 class 属性和文本内容可能会发生变化。

带来的好处：
- 减少更新范围： 只更新需要更新的部分，避免了重新渲染整个节点。
- 提高更新速度： 减少了需要更新的属性数量，提高了更新速度。
- 更精细的控制： 可以对每个属性进行单独的优化，提高整体性能。

总结：三剑合璧，性能起飞

静态提升、块树和补丁标志这三大优化策略，就像是Vue 3编译器的三把刷子，把Vue 3的性能刷得锃亮。

优化策略	作用	带来的好处
静态提升	将静态节点提升到渲染函数之外，只创建一次，然后每次渲染都直接复用。	减少内存占用、提高渲染速度、降低GC压力
块树	将模板分成一个个的块，每个块代表模板中的一个动态区域。在更新的时候，只需要更新发生变化的块，而不需要重新渲染整个模板。	减少更新范围、提高更新速度、更精细的控制
补丁标志	为每个动态节点生成一个补丁标志，用于标识该节点需要更新的部分。在更新的时候，只需要更新需要更新的部分，而不需要重新渲染整个节点。	减少更新范围、提高更新速度、更精细的控制

它们相互配合，共同作用，让Vue 3在性能上有了质的飞跃。

结语：优化永无止境

当然，Vue 3编译器的优化策略远不止这些，还有很多细节值得我们深入研究。而且，优化是一个永无止境的过程，随着Vue的不断发展，编译器也会不断进化，带来更多的性能提升。

希望今天的分享能帮助大家更好地理解Vue 3编译器的优化策略，并在实际项目中应用这些知识，写出更高效的Vue代码。

感谢大家的聆听！下次再见！

发表回复 取消回复

发表回复取消回复