阐述 Vue 3 源码中 `patchFlags` (补丁标志) 的精确作用和类型，以及它们如何指示渲染器进行“靶向更新”以避免全量 Diff。

各位观众老爷，早上好中午好晚上好！今天咱们聊聊 Vue 3 源码里那个神奇的 patchFlags，这玩意儿就像给渲染器装了个 GPS，指哪儿打哪儿，避免了全量 Diff 带来的性能损耗。

开场白：Diff 算法的困境与 Vue 3 的应对

先说说 Diff 算法。这玩意儿是虚拟 DOM 的核心，它负责比较新旧两棵虚拟 DOM 树，找出差异，然后把这些差异应用到真实 DOM 上。但是，如果每次都进行全量 Diff，那效率可就太低了，就像大海捞针一样。

Vue 3 为了解决这个问题，引入了 patchFlags。它就像给每个虚拟 DOM 节点都打上了标签，告诉渲染器这个节点哪些地方发生了变化，渲染器就可以直接针对这些变化进行更新，避免了不必要的比较和操作。

patchFlags 的类型与作用：给 VNode 贴标签

patchFlags 本质上是一个数字，它通过位运算来表示不同的标志。每个标志都代表了一种类型的更新。

让我们来看看 patchFlags 的主要类型，以及它们各自的作用：

patchFlags 值	含义	备注
TEXT	动态文本节点。 如果一个节点只包含动态文本内容，那么它就会被标记为 TEXT。 这意味着渲染器只需要更新该节点的 textContent 属性即可。	适用于 {{ message }} 这种简单的文本插值。
CLASS	动态 class。 如果一个节点的 class 属性是动态的，那么它就会被标记为 CLASS。 这意味着渲染器只需要更新该节点的 className 属性即可。	适用于 :class 绑定的情况。
STYLE	动态 style。 如果一个节点的 style 属性是动态的，那么它就会被标记为 STYLE。 这意味着渲染器只需要更新该节点的 style 属性即可。	适用于 :style 绑定的情况。
PROPS	动态属性。 如果一个节点的属性是动态的，那么它就会被标记为 PROPS。 这意味着渲染器需要比较新旧 VNode 的属性，然后只更新发生变化的属性。	适用于 :attribute 绑定的情况，需要配合 dynamicProps 使用，明确指出哪些属性是动态的。
FULL_PROPS	带有 key 的属性，需要进行完整的属性 Diff。 通常情况下，PROPS 已经足够优化属性更新了。 但是，如果一个节点的属性中包含了 key，那么就需要进行完整的属性 Diff，以确保正确的更新顺序。	这种情况比较少见，通常在组件切换或者列表渲染时才会出现。
HYDRATE_EVENTS	带有监听事件的节点。 这个标志主要用于服务端渲染 (SSR) 后的客户端激活过程。 它告诉渲染器需要为该节点添加事件监听器。	SSR 相关，这里不做过多展开。
STABLE_FRAGMENT	子节点顺序不会改变的 Fragment。 Fragment 是一种特殊的 VNode，它可以包含多个子节点，而不会创建一个额外的 DOM 节点。 如果一个 Fragment 的子节点顺序不会改变，那么它就会被标记为 STABLE_FRAGMENT。 这意味着渲染器可以简单地遍历子节点进行更新，而不需要进行复杂的 Diff 算法。	适用于 v-for 指令，且列表数据不会发生排序或过滤的情况。
KEYED_FRAGMENT	带有 key 的 Fragment 或部分子节点有变化的 Fragment。 如果一个 Fragment 的子节点带有 key，或者部分子节点发生了变化，那么它就会被标记为 KEYED_FRAGMENT。 这意味着渲染器需要使用更复杂的 Diff 算法来比较子节点，以确保正确的更新顺序。	适用于 v-for 指令，且列表数据可能会发生排序或过滤的情况。
UNKEYED_FRAGMENT	没有 key 的 Fragment。 如果一个 Fragment 的子节点没有 key，那么它就会被标记为 UNKEYED_FRAGMENT。 这意味着渲染器可以简单地遍历子节点进行更新，但是可能会导致一些性能问题。	尽可能避免使用，因为它可能会导致不必要的 DOM 操作。
NEED_PATCH	一个节点需要进行 Diff 操作。 如果一个节点被标记为 NEED_PATCH，那么渲染器就需要递归地比较它的子节点，以找出差异。	这通常意味着该节点的内容或者属性发生了比较大的变化。
DYNAMIC_SLOTS	动态插槽。 如果一个组件使用了动态插槽，那么它就会被标记为 DYNAMIC_SLOTS。 这意味着渲染器需要在每次更新时重新渲染插槽内容。	插槽相关，这里不做过多展开。
DEV_ROOT_FRAGMENT	仅用于开发环境的 Fragment。 这个标志用于在开发环境中提供更好的调试信息。	开发环境相关，这里不做过多展开。
TELEPORT	Teleport 组件。 如果一个组件使用了 Teleport，它将会被标记为TELEPORT。这将允许 Vue 将组件渲染到 DOM 中的其他位置。	Teleport 组件相关，这里不做过多展开。
SUSPENSE	Suspense 组件。 如果一个组件使用了 Suspense，它将会被标记为SUSPENSE。这将允许 Vue 在组件等待异步操作完成时显示一个 fallback 内容。	Suspense 组件相关，这里不做过多展开。

代码示例：patchFlags 的生成与应用

咱们来看一个简单的例子，看看 patchFlags 是如何生成的，以及渲染器是如何利用它进行优化的：

<template>
  <div :class="dynamicClass" :style="dynamicStyle" @click="handleClick">
    {{ message }}
  </div>
</template>

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

export default {
  setup() {
    const message = ref('Hello, Vue 3!');
    const dynamicClass = ref('active');
    const dynamicStyle = ref({ color: 'red' });

    const handleClick = () => {
      message.value = 'Hello, World!';
    };

    return {
      message,
      dynamicClass,
      dynamicStyle,
      handleClick,
    };
  },
};
</script>

在这个例子中，div 元素有以下几个动态属性：

• class：通过 :class 绑定了 dynamicClass。
• style：通过 :style 绑定了 dynamicStyle。
• textContent：使用了 {{ message }} 插值。
• click：绑定了 handleClick 方法

当 Vue 编译器编译这个模板时，它会生成一个 VNode，并且会为这个 VNode 设置 patchFlags：

// 编译后的代码（简化版）
import { createVNode, toDisplayString, createElementVNode, openBlock, createBlock, normalizeClass, normalizeStyle } from 'vue'

const _hoisted_1 = {  };

export function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
  return (openBlock(), createBlock("div", {
    class: normalizeClass(_ctx.dynamicClass),
    style: normalizeStyle(_ctx.dynamicStyle),
    onClick: _cache[1] || (_cache[1] = (...args) => (_ctx.handleClick(...args)))
  }, toDisplayString(_ctx.message), 7 /* TEXT, CLASS, STYLE, PROPS */))
}

// type: TEXT | CLASS | STYLE | PROPS

可以看到，patchFlags 的值为 7。 这个数字实际上是 TEXT (1) | CLASS (2) | STYLE (4) 的位运算结果。

这意味着：

• 该节点的文本内容是动态的 (TEXT)。
• 该节点的 class 属性是动态的 (CLASS)。
• 该节点的 style 属性是动态的 (STYLE)。

渲染器在更新这个节点时，会根据 patchFlags 的值，只更新 textContent、className 和 style 属性，而不会去比较其他属性。

dynamicProps 的作用：缩小 PROPS 的范围

当 patchFlags 包含 PROPS 时，渲染器需要比较新旧 VNode 的属性，然后只更新发生变化的属性。但是，如果一个节点有很多属性，而只有少数几个是动态的，那么比较所有属性仍然会带来一定的性能损耗。

为了解决这个问题，Vue 3 引入了 dynamicProps。dynamicProps 是一个数组，它包含了所有动态属性的名称。

<template>
  <div id="my-div" :title="dynamicTitle" data-id="123">
    {{ message }}
  </div>
</template>

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

export default {
  setup() {
    const message = ref('Hello, Vue 3!');
    const dynamicTitle = ref('My Title');

    return {
      message,
      dynamicTitle,
    };
  },
};
</script>

在这个例子中，div 元素有一个动态属性 title，以及两个静态属性 id 和 data-id。

编译后的代码：

import { createVNode, toDisplayString, createElementVNode, openBlock, createBlock } from 'vue'

const _hoisted_1 = { id: "my-div", "data-id": "123" };

export function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
  return (openBlock(), createBlock("div", {
    id: "my-div",
    "data-id": "123",
    title: _ctx.dynamicTitle
  }, toDisplayString(_ctx.message), 8 /* PROPS */, ["title"]))
}

注意看这里的 8 /* PROPS */, ["title"]， 这里的 8 代表 PROPS 这个 patchFlag， ["title"] 就是 dynamicProps。

这意味着，渲染器只需要比较 title 属性，而不需要比较 id 和 data-id 属性。

patchFlags 在组件更新中的作用

patchFlags 不仅可以用于元素节点的更新，还可以用于组件的更新。当一个组件的 props 发生变化时，渲染器会根据 patchFlags 的值，只更新发生变化的 props，而不会重新渲染整个组件。

这对于大型组件来说，可以显著提高性能。

patchFlags 的应用场景：v-for 的优化

v-for 指令是 Vue 中常用的一个指令，它可以用于循环渲染列表数据。但是，如果列表数据经常发生变化，那么 v-for 指令可能会导致性能问题。

patchFlags 可以用于优化 v-for 指令的性能。当列表数据发生变化时，渲染器会根据 patchFlags 的值，只更新发生变化的节点，而不会重新渲染整个列表。

具体来说，v-for 指令会生成以下几种类型的 patchFlags：

• STABLE_FRAGMENT：如果列表数据不会发生排序或过滤，那么 v-for 指令会生成 STABLE_FRAGMENT 标志。这意味着渲染器可以简单地遍历子节点进行更新，而不需要进行复杂的 Diff 算法。
• KEYED_FRAGMENT：如果列表数据可能会发生排序或过滤，那么 v-for 指令会生成 KEYED_FRAGMENT 标志。这意味着渲染器需要使用更复杂的 Diff 算法来比较子节点，以确保正确的更新顺序。
• UNKEYED_FRAGMENT：如果列表数据没有 key，那么 v-for 指令会生成 UNKEYED_FRAGMENT 标志。这意味着渲染器可以简单地遍历子节点进行更新，但是可能会导致一些性能问题。

总结：patchFlags 是 Vue 3 性能优化的关键

patchFlags 是 Vue 3 中一个非常重要的概念，它是 Vue 3 性能优化的关键。通过使用 patchFlags，渲染器可以精确地知道哪些节点发生了变化，从而避免了不必要的比较和操作。

这使得 Vue 3 在处理大型应用和复杂组件时，仍然能够保持良好的性能。

常见面试题：

• 什么是 patchFlags？它的作用是什么？
• patchFlags 有哪些类型？它们各自代表什么含义？
• dynamicProps 的作用是什么？
• patchFlags 在 v-for 指令中是如何应用的？
• patchFlags 如何提高组件更新的性能？

最后，一点忠告：

理解 patchFlags 对于深入理解 Vue 3 的渲染机制至关重要。希望今天的讲解能够帮助大家更好地理解 patchFlags 的作用，并在实际开发中更好地利用它来优化性能。

记住，性能优化不是一蹴而就的，需要不断地学习和实践。 加油！