哈喽大家好！我是今天的主讲人，很高兴和大家一起深入探讨 Vue 3 渲染器中 v-if 和 v-for 指令的编译和运行时优化策略。 这两个指令是我们在 Vue 开发中最常用的，但它们背后隐藏的优化技巧，可能很多人并不完全了解。 今天我们就来扒一扒它们的底裤，看看 Vue 3 是如何让它们跑得飞快的。
一、v-if：条件渲染的艺术
v-if 指令，顾名思义，就是根据条件来决定是否渲染某个元素或组件。 Vue 3 在处理 v-if 时，采用了多种优化策略，力求做到“不渲染就是最好的渲染”。
1. 编译时的优化：Block 结构
Vue 3 的编译器会尽可能将 v-if 所在的模板片段，打成一个个 Block。Block 是一种优化过的 VNode 结构，它允许 Vue 只更新那些真正发生变化的 Block，而不是整个组件树。
举个例子：
<template>
<div>
<p>Always rendered</p>
<div v-if="show">
<p>Conditionally rendered</p>
</div>
</div>
</template>
<script setup>
import { ref } from 'vue';
const show = ref(false);
</script>在这个例子中，编译器会将整个模板分成两个 Block：
- Block 1:
<p>Always rendered</p> - Block 2:
<div v-if="show"><p>Conditionally rendered</p></div>
当 show 的值发生变化时，Vue 只会更新 Block 2，而 Block 1 则保持不变，从而避免了不必要的 DOM 操作。
2. 运行时的优化：Lazy Rendering
Vue 3 引入了 Lazy Rendering 的概念。 也就是说，只有当 v-if 的条件为真时，才会去创建对应的 VNode。 如果条件为假，则根本不会进行任何渲染操作。
这避免了在初始渲染时，创建大量不必要的 VNode，从而提高了渲染性能。
3. v-else 和 v-else-if 的巧妙处理
v-else 和 v-else-if 必须紧跟在 v-if 后面，这是因为 Vue 编译器会将它们视为 v-if 的一部分，并将它们组合成一个条件分支结构。
<template>
<div>
<p v-if="type === 'A'">A</p>
<p v-else-if="type === 'B'">B</p>
<p v-else>C</p>
</div>
</template>
<script setup>
import { ref } from 'vue';
const type = ref('A');
</script>编译器会将上面的代码转换成类似于如下的 JavaScript 代码：
function render() {
return h('div', [
type.value === 'A' ? h('p', 'A') :
type.value === 'B' ? h('p', 'B') :
h('p', 'C')
]);
}这种方式避免了多次判断 v-if 条件，提高了渲染效率。
4. v-show 的对比：谁更胜一筹？
v-show 也可以控制元素的显示与隐藏，但它和 v-if 的原理完全不同。 v-show 只是通过 CSS 的 display 属性来控制元素的显示与隐藏，而 v-if 则是真正地创建或销毁元素。
| 特性 | v-if |
v-show |
|---|---|---|
| 原理 | 条件渲染，创建或销毁元素 | CSS 控制，改变 display 属性 |
| 初始渲染开销 | 条件为假时，开销较小 | 开销较大，元素始终存在 |
| 切换开销 | 开销较大，需要创建或销毁元素 | 开销较小，只需改变 display 属性 |
| 适用场景 | 切换频率较低，初始渲染时条件可能为假的情况 | 切换频率较高，需要频繁切换显示与隐藏的情况 |
简单来说，如果需要频繁切换元素的显示与隐藏，v-show 更适合。 如果元素的显示与隐藏取决于一个不太可能改变的条件，或者初始渲染时条件可能为假，那么 v-if 更适合。
二、v-for：列表渲染的精髓
v-for 指令用于循环渲染一个列表的数据。 Vue 3 在处理 v-for 时，也做了大量的优化，力求做到“高效渲染，精准更新”。
1. 编译时的优化：Key 的重要性
在使用 v-for 时，强烈建议提供一个 key 属性。 key 属性用于标识列表中每一项的唯一性，Vue 3 可以利用 key 来进行高效的 DOM 更新。
<template>
<ul>
<li v-for="item in items" :key="item.id">{{ item.name }}</li>
</ul>
</template>
<script setup>
import { ref } from 'vue';
const items = ref([
{ id: 1, name: 'Apple' },
{ id: 2, name: 'Banana' },
{ id: 3, name: 'Orange' }
]);
</script>如果没有提供 key，Vue 会尝试使用索引作为 key。 但是，当列表发生变化时，使用索引作为 key 可能会导致不必要的 DOM 更新，甚至出现一些奇怪的 bug。
为什么 key 这么重要？
当列表发生变化时，Vue 3 会使用一种名为 "Diffing" 的算法来比较新旧 VNode 树，找出需要更新的节点。 key 就像是每个节点的身份证，Vue 可以根据 key 来判断哪些节点是新增的，哪些节点是删除的，哪些节点是需要更新的。
如果没有 key，Vue 只能根据节点的顺序来进行比较。 当列表发生变化时，Vue 可能会错误地认为某些节点发生了变化，从而导致不必要的 DOM 更新。
举个例子：
假设我们有一个列表：
[A, B, C, D]现在我们在列表的开头插入一个元素 E：
[E, A, B, C, D]如果没有 key，Vue 会认为：
- A 变成了 E
- B 变成了 A
- C 变成了 B
- D 变成了 C
- 新增了 D
这会导致 A, B, C, D 都会被重新渲染，而实际上只有 E 是新增的。
如果提供了 key，Vue 会知道：
- E 是新增的
- A, B, C, D 只是移动了位置
这样 Vue 只需要插入 E，并移动 A, B, C, D 的位置即可，避免了不必要的 DOM 更新。
2. 运行时的优化：Patch Flags
Vue 3 引入了 Patch Flags 的概念，用于标记 VNode 的哪些部分发生了变化。 当列表发生变化时，Vue 只需要更新那些被标记为 "Dirty" 的 VNode，而不需要更新整个列表。
Patch Flags 可以细化到节点的属性、文本内容、子节点等等。 例如，如果只是列表中的某个元素的文本内容发生了变化，Vue 只需要更新该元素的文本节点，而不需要更新整个元素。
3. Fragment 的妙用
当 v-for 循环渲染多个根节点时，Vue 3 会使用 Fragment 来包裹这些节点。 Fragment 是一种虚拟节点，它不会被渲染到 DOM 中，因此可以避免创建额外的 DOM 节点。
<template>
<div>
<template v-for="item in items" :key="item.id">
<p>{{ item.name }}</p>
<p>{{ item.description }}</p>
</template>
</div>
</template>
<script setup>
import { ref } from 'vue';
const items = ref([
{ id: 1, name: 'Apple', description: 'A delicious fruit' },
{ id: 2, name: 'Banana', description: 'A healthy fruit' }
]);
</script>在这个例子中，v-for 循环渲染了两个 <p> 元素。 Vue 3 会使用 Fragment 来包裹这两个元素，避免创建额外的 DOM 节点。
4. v-for 和 v-if 的结合：要注意顺序
当 v-for 和 v-if 结合使用时，要注意它们的优先级。 v-for 的优先级高于 v-if，这意味着 Vue 会先循环渲染列表，然后再根据条件来决定是否显示每个元素。
<template>
<ul>
<li v-for="item in items" :key="item.id" v-if="item.active">{{ item.name }}</li>
</ul>
</template>
<script setup>
import { ref } from 'vue';
const items = ref([
{ id: 1, name: 'Apple', active: true },
{ id: 2, name: 'Banana', active: false },
{ id: 3, name: 'Orange', active: true }
]);
</script>在这个例子中，Vue 会先循环渲染 items 列表中的所有元素，然后再根据 item.active 的值来决定是否显示每个元素。 这意味着即使 item.active 为 false，Vue 仍然会创建对应的 VNode，只是不会将其渲染到 DOM 中。
如果列表很大，并且大部分元素的 v-if 条件都为 false，那么这种方式可能会导致性能问题。 在这种情况下，可以考虑使用计算属性来过滤列表：
<template>
<ul>
<li v-for="item in activeItems" :key="item.id">{{ item.name }}</li>
</ul>
</template>
<script setup>
import { ref, computed } from 'vue';
const items = ref([
{ id: 1, name: 'Apple', active: true },
{ id: 2, name: 'Banana', active: false },
{ id: 3, name: 'Orange', active: true }
]);
const activeItems = computed(() => items.value.filter(item => item.active));
</script>这样 Vue 只需要循环渲染 activeItems 列表中的元素，避免了创建不必要的 VNode。
三、总结：优化无止境
Vue 3 在处理 v-if 和 v-for 指令时，采用了大量的优化策略，包括 Block 结构、Lazy Rendering、Patch Flags、Fragment 等等。 这些优化策略可以有效地提高渲染性能，减少不必要的 DOM 操作。
但是，优化是无止境的。 作为开发者，我们应该深入了解 Vue 的渲染原理，并根据实际情况选择合适的优化策略。 例如，在处理大型列表时，可以考虑使用虚拟滚动技术来提高渲染性能。
一些建议：
- 始终为
v-for提供一个唯一的key属性。 - 避免在
v-for中使用复杂的计算逻辑。 - 当
v-for和v-if结合使用时，要注意它们的优先级，并考虑使用计算属性来过滤列表。 - 了解 Vue 的渲染原理，并根据实际情况选择合适的优化策略。
- 使用 Vue Devtools 来分析性能瓶颈，并进行针对性的优化。
希望今天的讲座能够帮助大家更好地理解 Vue 3 渲染器中 v-if 和 v-for 指令的编译和运行时优化策略。 记住，性能优化是一个持续不断的过程，只有不断学习和实践，才能写出高性能的 Vue 应用。
谢谢大家！