探讨 Vue 3 源码中 `v-memo` 指令的编译时和运行时实现，以及它如何实现对特定 VNode 子树的跳过更新。 - 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

大家好，欢迎来到今天的“Vue 3 源码解密”特别节目！今天我们要聊的是一个非常实用，但在日常开发中可能被忽视的指令：v-memo。别看它不起眼，用好了它能让你的 Vue 应用性能蹭蹭往上涨。

今天，我们将深入 Vue 3 源码，来揭开 v-memo 的神秘面纱，看看它在编译时和运行时都做了哪些工作，以及它是如何实现对特定 VNode 子树的跳过更新的。准备好了吗？让我们开始吧！

一、v-memo 是个啥？为啥要用它？

在深入源码之前，我们先来搞清楚 v-memo 到底是什么，以及它解决了什么问题。简单来说，v-memo 就像一个“备忘录”，它告诉 Vue：“嘿，这部分内容，如果依赖的数据没变，就别重新渲染了，直接用上次的结果就行！”

在 Vue 中，每次数据更新，都会触发虚拟 DOM (VNode) 的 Diff 算法，找出需要更新的部分，然后进行实际的 DOM 操作。这个过程很耗时，尤其是在大型应用中。

而 v-memo 的作用就是优化这个过程。它可以让我们显式地控制哪些 VNode 子树可以跳过更新。如果 v-memo 依赖的值没有改变，那么整个子树就直接复用上次的 VNode，从而避免了不必要的 Diff 和 DOM 操作。

举个栗子：

<template>
  <div>
    <expensive-component v-memo="[item.id, item.name]" :item="item" />
  </div>
</template>

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

const item = ref({ id: 1, name: 'Apple', price: 2.5 });

// 假设 item.price 更新了，item.id 和 item.name 没变
// 那么 expensive-component 将不会重新渲染
</script>

在这个例子中，expensive-component 组件使用 v-memo 指令，并依赖于 item.id 和 item.name。如果 item.price 改变了，但 item.id 和 item.name 保持不变，那么 expensive-component 组件将不会重新渲染。

二、编译时：v-memo 如何被翻译成代码？

Vue 的编译器负责将模板代码转换成渲染函数。 v-memo 指令也不例外，它会被编译成特定的 JavaScript 代码，以便在运行时发挥作用。

我们来看一下 v-memo 的编译过程。假设我们有这样的模板：

<div v-memo="[count]">
  <p>Count: {{ count }}</p>
</div>

Vue 的编译器会将其转换成如下的渲染函数（简化版）：

import { createVNode, toDisplayString, createElementVNode, openBlock, createBlock, Fragment, pushScopeId, popScopeId, isMemoSame, createMemo } from 'vue';

const _withScopeId = (n) => (pushScopeId("data-v-12345"), (n = n()), popScopeId(), n);
const _hoisted_1 = /*#__PURE__*/_withScopeId(() => createElementVNode("p", null, "Count: ", -1 /* HOISTED */));

export function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
  return (openBlock(), createBlock(Fragment, null, [
    (isMemoSame(_cache[1], [_ctx.count]))
      ? (_cache[1])
      : (createMemo((_cache[1] = createVNode("div", null, [
            _hoisted_1,
            toDisplayString(_ctx.count)
          ], 512 /* NEED_PATCH */)), [_ctx.count]))
  ], 64 /* STABLE_FRAGMENT */))
}

重点解析：

isMemoSame(prevMemo, nextDeps): 这个函数是 v-memo 的核心。它接收两个参数：prevMemo (上一次的 VNode) 和 nextDeps (当前的依赖数组)。它的作用是比较新旧依赖数组是否相同。如果相同，就返回 true，表示可以复用上一次的 VNode。
createMemo(vnode, deps): 这个函数用于创建一个 “memoized” VNode。它接收两个参数：vnode (要缓存的 VNode) 和 deps (依赖数组)。它会将 VNode 缓存起来，以便下次可以复用。
_cache: 这是渲染函数的缓存。 v-memo 使用 _cache 来存储上一次的 VNode 和依赖数组。

流程总结：

在渲染函数中，首先调用 isMemoSame 函数，比较新旧依赖数组是否相同。
如果 isMemoSame 返回 true，表示依赖没有改变，直接从 _cache 中取出上一次的 VNode 并返回。
如果 isMemoSame 返回 false，表示依赖发生了改变，需要重新创建 VNode。
使用 createMemo 函数创建一个新的 VNode，并将其缓存到 _cache 中。
返回新的 VNode。

三、运行时：v-memo 如何跳过更新？

现在我们已经了解了 v-memo 在编译时会被转换成什么代码。接下来，我们来看看这些代码在运行时是如何工作的，以及它是如何实现跳过更新的。

核心逻辑：isMemoSame 函数

isMemoSame 函数是 v-memo 实现跳过更新的关键。它的源码如下：

function isMemoSame(prevDeps, nextDeps) {
  if (prevDeps === null || nextDeps === null || prevDeps.length !== nextDeps.length) {
    return false
  }
  for (let i = 0; i < prevDeps.length; i++) {
    if (prevDeps[i] !== nextDeps[i]) {
      return false
    }
  }
  return true
}

代码解析：

首先，检查 prevDeps 和 nextDeps 是否为 null，或者它们的长度是否不相等。如果满足任何一个条件，就返回 false。
然后，遍历 prevDeps 和 nextDeps 数组，逐个比较它们的元素。如果发现有任何一个元素不相等，就返回 false。
如果所有元素都相等，就返回 true。

工作流程：

当渲染函数执行到 v-memo 指令对应的代码时，会调用 isMemoSame 函数，传入上一次的依赖数组 ( prevDeps ) 和当前的依赖数组 ( nextDeps )。
isMemoSame 函数会比较这两个数组。如果它们完全相同，就返回 true，表示依赖没有改变。
如果 isMemoSame 返回 true，那么渲染函数会直接从 _cache 中取出上一次的 VNode，并将其返回。这意味着整个 VNode 子树都不会被重新渲染。
如果 isMemoSame 返回 false，那么渲染函数会重新创建 VNode，并将其缓存到 _cache 中。

四、v-memo 的使用注意事项

虽然 v-memo 可以提高性能，但也不是万能的。在使用时，需要注意以下几点：

依赖数组必须完整且精确。 如果依赖数组中缺少了某个依赖，或者包含了不必要的依赖，都可能导致 v-memo 无法正确地跳过更新。
v-memo 只能用于静态的 VNode 子树。 也就是说，VNode 子树的结构不能发生改变。如果 VNode 子树的结构会动态地改变，那么 v-memo 就无法正常工作。
避免过度使用 v-memo。 v-memo 会增加代码的复杂性，并且会占用额外的内存。只有在性能瓶颈真正存在时，才应该考虑使用 v-memo。
考虑 Object.is() 和 NaN 的情况。 isMemoSame 使用 !== 来比较依赖项，这意味着它无法区分 NaN 和 NaN，也无法区分 +0 和 -0。如果依赖项中包含这些特殊值，v-memo 的行为可能不符合预期。
小心依赖数组中的可变对象。 如果依赖数组中包含可变对象 (例如，数组或对象)，即使这些对象的内容没有改变，它们的引用地址也可能发生改变，从而导致 v-memo 无法正确地跳过更新。在这种情况下，应该使用不可变数据结构，或者手动比较对象的内容。

五、一个更复杂的例子：列表渲染中的 v-memo

在列表渲染中，我们可以使用 v-memo 来优化每个列表项的渲染。

<template>
  <ul>
    <li v-for="item in items" :key="item.id" v-memo="[item.id, item.name]">
      {{ item.name }} - {{ item.price }}
    </li>
  </ul>
</template>

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

const items = ref([
  { id: 1, name: 'Apple', price: 2.5 },
  { id: 2, name: 'Banana', price: 1.0 },
  { id: 3, name: 'Orange', price: 3.0 }
]);

// 假设 items[0].price 更新了，但 items[0].id 和 items[0].name 没变
// 那么只有第一个列表项会重新渲染
</script>

在这个例子中，我们使用 v-memo 来缓存每个列表项的 VNode。 v-memo 的依赖数组包含了 item.id 和 item.name。如果 item.price 改变了，但 item.id 和 item.name 保持不变，那么对应的列表项将不会重新渲染。

六、v-memo 与 shouldComponentUpdate 的比较

如果你熟悉 React，你可能会想到 shouldComponentUpdate 这个生命周期函数。它们的目的都是为了避免不必要的渲染。

但是，v-memo 和 shouldComponentUpdate 有一些重要的区别：

特性	`v-memo`	`shouldComponentUpdate`
适用范围	任意 VNode 子树	组件
控制粒度	更细粒度，可以控制单个 VNode 子树是否更新	组件级别的更新控制
使用方式	指令	组件生命周期函数
依赖数组	必须提供依赖数组	可以访问 `nextProps` 和 `nextState`
性能	可以更精确地控制更新，避免不必要的 Diff	可能会因为比较逻辑的复杂性而影响性能
适用场景	静态内容较多的 VNode 子树	需要更复杂的更新逻辑的组件

总的来说，v-memo 更加灵活，可以更细粒度地控制更新。但它也需要更多的手动管理。 shouldComponentUpdate 则更加简单，适用于组件级别的更新控制。

七、总结

今天我们深入探讨了 Vue 3 中 v-memo 指令的编译时和运行时实现。我们了解了 v-memo 的作用、编译过程、运行时逻辑以及使用注意事项。

希望通过今天的分享，你对 v-memo 有了更深入的理解，能够在实际开发中灵活运用它来优化你的 Vue 应用的性能。

记住，v-memo 不是银弹，不要过度使用。只有在性能瓶颈真正存在时，才应该考虑使用它。

好了，今天的“Vue 3 源码解密”特别节目就到这里。感谢大家的收看！期待下次再见！

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