早上好，各位未来的前端架构师们！今天咱们来聊聊 Vue 3 源码里一个挺重要的概念，叫做“Block Tree”，中文可以叫它“块树”，听起来是不是有点像俄罗斯方块？其实它比俄罗斯方块更有趣，也更有用。它可以说是 Vue 3 性能起飞的一个关键因素。
咱们今天要讲的内容包括：
- 什么是 Block Tree？ 为什么要有它？
- 静态提升 (Static Hoisting) 和 Block Tree 的关系
- 如何创建 Block Tree？ Vue 编译器做了什么？
- Block Tree 如何帮助 diff 算法？ 渲染器是如何利用它的？
- 一些实际的代码例子，带你更深入地理解 Block Tree 的运作。
- 一些常见问题和注意事项。
准备好了吗？ Let’s dive in!
1. 什么是 Block Tree？为什么要有它？
想象一下，你正在制作一个精致的蛋糕。蛋糕有很多层，每一层都有不同的装饰。如果每次你想更新蛋糕上的一小块装饰，都要把整个蛋糕重新做一遍，那是不是太浪费时间了？
Vue 的组件渲染也是一样的。一个复杂的组件可能包含很多动态和静态的内容。如果没有优化，每次数据更新都重新渲染整个组件，性能肯定会受到影响。
Block Tree 就是 Vue 3 为了解决这个问题而引入的。 简单来说，Block Tree 就是一种将组件的 VNode 树分割成更小的、独立的“块”的数据结构。 这些“块”也被叫做 Block。
关键在于，每个 Block 代表组件模板的一部分，并且具有相对稳定的结构。 也就是说，如果这个 Block 内部的数据没有发生变化，Vue 就可以直接跳过这个 Block 的 diff 和更新，从而大大提高渲染性能。
为什么要这么做呢？原因很简单：
- 减少不必要的 VNode 比较: 通过将组件划分为 Block，Vue 可以更精确地追踪哪些部分发生了变化，只对需要更新的 Block 进行 diff 和渲染。
- 静态内容优化: Block Tree 配合静态提升，可以将模板中的静态内容提取出来，只创建一次，避免重复创建和比较 VNode。
2. 静态提升 (Static Hoisting) 和 Block Tree 的关系
在深入 Block Tree 之前，我们需要先了解一下“静态提升”的概念。 静态提升是 Block Tree 的一个重要组成部分，它们通常一起工作。
静态提升是指将模板中永远不会改变的部分提取出来，只在组件初始化时创建一次，然后在后续的渲染中直接复用。 就像我们之前提到的蛋糕例子，如果蛋糕的底座是固定的，我们就可以只做一个底座，然后每次都用它，而不是每次都重新做一个。
在 Vue 3 中，静态节点会被提升到组件的 _static 属性中。 这样，在每次渲染时，Vue 只需要从 _static 中取出这些静态节点，而不需要重新创建它们。
举个例子，假设我们有这样一个模板：
<template>
<div>
<h1>{{ title }}</h1>
<p>这是一个静态段落。</p>
<button @click="increment">点击我</button>
</div>
</template>
<script>
import { ref } from 'vue';
export default {
setup() {
const title = ref('Hello Vue 3!');
const count = ref(0);
const increment = () => {
count.value++;
};
return {
title,
count,
increment
};
}
};
</script>在这个例子中，<p>这是一个静态段落。</p> 这个段落是静态的，永远不会改变。 通过静态提升，Vue 3 会将这个段落提取出来，只创建一次。
Block Tree 和静态提升的关系：
- Block Tree 将组件划分为多个 Block。
- 静态提升会将每个 Block 中的静态节点提取出来。
- Block Tree 的每个 Block 可能会包含多个静态节点。
它们一起工作，可以最大限度地减少不必要的 VNode 创建和比较。
3. 如何创建 Block Tree？ Vue 编译器做了什么？
Block Tree 的创建主要发生在 Vue 编译阶段。 Vue 编译器会分析模板，然后将 VNode 树划分为多个 Block。
划分 Block 的依据：
Vue 编译器会根据以下几个因素来划分 Block：
- 动态内容: 如果一个 VNode 包含动态绑定 (例如
v-bind,v-if,v-for)，那么它通常会成为一个 Block 的根节点。 - 指令: 一些特殊的指令 (例如
v-if,v-for) 会创建新的 Block。 - 组件边界: 每个组件都会成为一个独立的 Block。
编译器的输出：
Vue 编译器会将模板编译成渲染函数。这个渲染函数会返回一个 VNode 树，并且会包含 Block Tree 的信息。 我们可以通过查看编译后的代码来了解 Block Tree 的结构。
让我们回到之前的例子，看看编译后的代码是什么样的：
import { toDisplayString as _toDisplayString, createVNode as _createVNode, openBlock as _openBlock, createBlock as _createBlock } from "vue"
const _hoisted_1 = /*#__PURE__*/_createVNode("p", null, "这是一个静态段落。", -1 /* HOISTED */)
function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
return (_openBlock(), _createBlock("div", null, [
_createVNode("h1", null, _toDisplayString(_ctx.title), 1 /* TEXT */),
_hoisted_1,
_createVNode("button", { onClick: _ctx.increment }, "点击我")
]))
}
export default { render }在这个编译后的代码中，我们可以看到以下几个关键点：
_hoisted_1: 这就是被静态提升的<p>元素。它被创建为一个常量，并且被标记为HOISTED。_openBlock()和_createBlock(): 这两个函数用于创建 Block。_openBlock()用于打开一个新的 Block，_createBlock()用于创建 Block 的根节点。render函数：渲染函数会创建一个包含所有 Block 的 VNode 树。
解释一下 _openBlock() 和 _createBlock()：
_openBlock(): 这个函数会创建一个新的 Block 上下文。 它可以理解为打开一个“盒子”，后面的 VNode 都会被放到这个“盒子”里。_createBlock(): 这个函数会创建一个 Block 的根节点，并将之前打开的“盒子”里的所有 VNode 作为子节点添加到这个根节点上。
所以，简单的说，编译器会通过 _openBlock，_createBlock，以及 _hoisted 标记等函数，将模板解析为带有 Block 信息的 VNode 树。
4. Block Tree 如何帮助 diff 算法？渲染器是如何利用它的？
Block Tree 的真正威力在于它如何帮助 Vue 的 diff 算法提高性能。
传统 Diff 算法的瓶颈：
在没有 Block Tree 的情况下，Vue 的 diff 算法需要递归地比较整个 VNode 树。 这意味着即使只有一个小小的变化，也需要遍历整个树，找出需要更新的节点。
Block Tree 如何优化 Diff：
有了 Block Tree，Vue 的 diff 算法就可以更加智能地进行比较。 渲染器会先比较 Block 的根节点，如果根节点没有发生变化，那么就直接跳过整个 Block 的 diff 和更新。 只有当 Block 的根节点发生变化时，才会进一步比较 Block 内部的 VNode。
具体流程：
- 比较 Block 根节点: Vue 首先比较新旧 VNode 树中对应 Block 的根节点。
- 快速跳过: 如果根节点完全相同 (例如，它们的类型、属性和 key 都相同)，则 Vue 认为这个 Block 没有发生变化，可以直接跳过。
- 深度比较: 如果根节点不同，则 Vue 会递归地比较 Block 内部的 VNode，找出需要更新的节点。
- 更新 DOM: 最后，Vue 会根据 diff 的结果，更新 DOM。
优势：
- 减少 VNode 比较次数: 通过跳过没有变化的 Block，Vue 可以大大减少 VNode 的比较次数，提高 diff 算法的效率。
- 精确更新: Block Tree 可以帮助 Vue 更精确地定位到需要更新的节点，避免不必要的 DOM 操作。
举个例子：
回到我们之前的例子：
<template>
<div>
<h1>{{ title }}</h1>
<p>这是一个静态段落。</p>
<button @click="increment">点击我</button>
</div>
</template>
<script>
import { ref from 'vue';
export default {
setup() {
const title = ref('Hello Vue 3!');
const count = ref(0);
const increment = () => {
count.value++;
};
return {
title,
count,
increment
};
}
};
</script>在这个例子中，整个组件会被划分为一个 Block。当 title 发生变化时，Vue 会比较 Block 的根节点 (<div>)。由于 title 是动态绑定的，所以 Block 的根节点会发生变化。
接下来，Vue 会比较 Block 内部的 VNode。 由于 <p> 元素是静态的，所以 Vue 会直接跳过对它的比较。 只有 <h1> 元素和 <button> 元素会被重新渲染。
如果没有 Block Tree，那么 Vue 就需要比较整个 VNode 树，包括静态的 <p> 元素。
5. 一些实际的代码例子，带你更深入地理解 Block Tree 的运作。
为了更好地理解 Block Tree 的运作方式，让我们来看几个更复杂的例子。
例子 1: v-if 指令
<template>
<div>
<p>Always visible</p>
<div v-if="isVisible">
<h1>Visible Content</h1>
</div>
</div>
</template>
<script>
import { ref } from 'vue';
export default {
setup() {
const isVisible = ref(false);
setTimeout(() => {
isVisible.value = true;
}, 2000);
return {
isVisible
};
}
};
</script>在这个例子中，v-if 指令会创建一个新的 Block。 当 isVisible 的值从 false 变为 true 时，Vue 会创建一个新的 Block，并将其插入到 VNode 树中。
编译后的代码大概如下：
import { createVNode as _createVNode, createBlock as _createBlock, openBlock as _openBlock, createCommentVNode as _createCommentVNode } from "vue"
function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
return (_openBlock(), _createBlock("div", null, [
_createVNode("p", null, "Always visible"),
(_ctx.isVisible)
? (_openBlock(), _createBlock("div", { key: 0 }, [
_createVNode("h1", null, "Visible Content")
]))
: _createCommentVNode("v-if", true)
]))
}
export default { render }注意 (_ctx.isVisible) ? ... : _createCommentVNode("v-if", true) 这部分代码。 这表明 v-if 指令会根据 isVisible 的值，动态地创建或销毁 Block。
例子 2: v-for 指令
<template>
<ul>
<li v-for="item in items" :key="item.id">
{{ item.name }}
</li>
</ul>
</template>
<script>
import { ref } from 'vue';
export default {
setup() {
const items = ref([
{ id: 1, name: 'Item 1' },
{ id: 2, name: 'Item 2' },
{ id: 3, name: 'Item 3' }
]);
return {
items
};
}
};
</script>在这个例子中，v-for 指令会为每个 item 创建一个 Block。 当 items 数组发生变化时，Vue 会根据新的数组，创建、更新或删除 Block。
编译后的代码大概如下：
import { toDisplayString as _toDisplayString, createVNode as _createVNode, openBlock as _openBlock, createBlock as _createBlock } from "vue"
function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
return (_openBlock(), _createBlock("ul", null, [
(_openBlock(true), _createBlock("li", null, "Item"))
]))
}
export default { render }注意，v-for 指令通常会创建一个 Fragment Block，也就是一个没有根节点的 Block，它包含多个子节点。
总结：
通过这些例子，我们可以看到，Vue 编译器会根据模板中的动态内容和指令，智能地将 VNode 树划分为多个 Block。 这些 Block 可以帮助 Vue 的 diff 算法更精确地追踪变化，减少不必要的 VNode 比较和 DOM 操作。
6. 一些常见问题和注意事项。
在使用 Block Tree 时，有一些常见的问题和注意事项需要了解：
- Key 的重要性: 在使用
v-for指令时，一定要为每个元素提供一个唯一的key。key可以帮助 Vue 更准确地识别哪些元素发生了变化，从而更好地利用 Block Tree 的优势。 如果缺少key，Vue 可能会错误地更新 DOM，导致性能下降。 - 避免不必要的动态绑定: 尽量避免在静态内容中使用动态绑定。 例如，如果一个属性的值永远不会改变，那么就不要使用
v-bind指令。 不必要的动态绑定会阻止静态提升，影响性能。 - 合理划分组件: 将组件划分为更小的、独立的子组件，可以帮助 Vue 更好地利用 Block Tree 的优势。 每个组件都会成为一个独立的 Block，可以减少不必要的 VNode 比较。
- 了解编译器的输出: 通过查看编译后的代码，可以更好地理解 Block Tree 的结构和运作方式。 Vue Devtools 也提供了一些工具，可以帮助你分析组件的性能。
- 测试和优化: 在开发过程中，要经常进行性能测试，找出潜在的性能瓶颈。 可以使用 Vue Devtools 或者其他性能分析工具来帮助你优化代码。
问答环节:
现在，到了大家提问的环节。 看看大家对 Block Tree 还有什么疑问？ 不要害羞，大胆提问吧！
（停顿，等待提问）
一些可能被问到的问题：
- Block Tree 会增加内存消耗吗？ 理论上会，因为需要额外的数据结构来存储 Block 的信息。 但实际上，Block Tree 带来的性能提升通常远大于它增加的内存消耗。
- 所有组件都会创建 Block Tree 吗？ 是的，Vue 3 中，所有组件都会创建 Block Tree。
- 我可以手动控制 Block Tree 的创建吗？ 目前没有直接的 API 可以让你手动控制 Block Tree 的创建。 但是，你可以通过合理地组织你的模板和使用指令，来影响 Block Tree 的结构。
总结：
今天我们深入探讨了 Vue 3 源码中的 Block Tree 概念。 希望通过今天的讲座，大家对 Block Tree 有了更深入的理解。 Block Tree 是 Vue 3 性能优化的一个关键组成部分。 通过合理地使用 Block Tree，我们可以编写出更高效、更流畅的 Vue 应用。
记住，理解原理是为了更好地应用。 祝大家在 Vue 的学习之路上越走越远！
感谢大家的参与！ 下次再见！