Vue 3 Fragment：让你的组件像俄罗斯套娃一样灵活！
大家好！今天咱们来聊聊 Vue 3 里面一个挺有意思的东西——Fragment，也就是片段。如果你用过 Vue 2，肯定遇到过一个让人头疼的问题：组件必须有一个唯一的根节点。 这就像你家只能有一个正门，想多开几个门都不行，实在憋屈！
Vue 3 搞了个 Fragment，就像给你的房子装了个“任意门”，让你的组件可以拥有多个根节点，而且还不会在 DOM 里留下多余的痕迹。听起来是不是很神奇？那我们就来扒一扒它背后的原理。
啥是 Fragment？为啥需要它？
先来解决一个问题：啥是 Fragment？ 简单来说，它就是一种特殊的 VNode (虚拟节点)，表示一个可以包含多个子节点的虚拟 DOM 结构，但是自身不会渲染成实际的 DOM 元素。
那为啥需要它呢？ 举个例子，你可能想写一个组件，返回两个并列的 div，就像这样：
<template>
<div>Hello</div>
<div>World</div>
</template>在 Vue 2 里面，这样做会直接报错，因为 Vue 2 强制要求组件必须有一个唯一的根元素。 你只能用一个额外的 div 包裹起来：
<template>
<div>
<div>Hello</div>
<div>World</div>
</div>
</template>虽然解决了报错，但引入了一个额外的 DOM 节点，这会带来一些问题：
- 样式问题： 额外的
div可能会影响你的 CSS 样式，你需要额外的 CSS 来调整。 - DOM 结构冗余： 多了一层嵌套，DOM 结构变得更复杂，影响性能。
- 语义化问题： 这个额外的
div通常没有实际的语义，只是为了满足 Vue 2 的要求。
Fragment 就是为了解决这些问题而生的。 有了它，你就可以直接返回多个根节点，而不会引入额外的 DOM 元素：
<template>
<template> <!-- 注意这里，使用了 template 标签 -->
<div>Hello</div>
<div>World</div>
</template>
</template>或者更简洁的方式（实际上底层也是 Fragment）：
<template>
<div>Hello</div>
<div>World</div>
</template>Vue 3 会把这两个 div 直接渲染到父节点中，而不会在它们外面再包裹一层。就像俄罗斯套娃，你打开最外层的套娃，直接就能看到里面的小套娃，而没有额外的壳。
Fragment 的实现原理：源码探秘
好了，概念理解了，现在咱们来深入源码，看看 Fragment 是怎么实现的。 我尽量用通俗易懂的方式，避免陷入枯燥的细节。
1. createVNode 函数：VNode 的诞生
首先，我们要找到 VNode 是怎么创建的。 在 Vue 3 里面，创建 VNode 的核心函数是 createVNode。 这个函数会根据你传入的参数，创建一个对应的 VNode 对象。
// 简化后的 createVNode 函数 (packages/runtime-core/src/vnode.ts)
function createVNode(
type: VNodeTypes | Component,
props: Data | null = null,
children: unknown = null
): VNode {
// ... 省略一些参数处理和类型判断
const vnode: VNode = {
__v_isVNode: true,
type,
props,
children,
key: props && normalizeKey(props),
shapeFlag: ShapeFlags.ELEMENT, // 默认是 Element
el: null, // 对应的 DOM 元素
// ... 省略其他属性
}
// 根据 children 的类型设置 shapeFlag
normalizeChildren(vnode, children)
return vnode
}这个函数接收三个主要参数：
type: VNode 的类型，可以是字符串 (表示 DOM 元素)，也可以是组件对象。 对于Fragment来说，type就是一个特殊的符号Fragment。props: VNode 的属性，比如class、style等。children: VNode 的子节点，可以是字符串、VNode 对象，也可以是数组。
关键在于 type 参数。 当 type 等于 Fragment 时，createVNode 就会创建一个 Fragment 类型的 VNode。
2. Fragment 的特殊标记：ShapeFlags
VNode 对象有一个非常重要的属性叫做 shapeFlag。 它是一个枚举值，用来标记 VNode 的类型和子节点的类型。
// packages/shared/src/shapeFlags.ts
export const enum ShapeFlags {
ELEMENT = 1,
FUNCTIONAL_COMPONENT = 1 << 1,
STATEFUL_COMPONENT = 1 << 2,
TEXT_CHILDREN = 1 << 3,
ARRAY_CHILDREN = 1 << 4,
SLOTS_CHILDREN = 1 << 5,
TELEPORT = 1 << 6,
SUSPENSE = 1 << 7,
COMPONENT = ShapeFlags.STATEFUL_COMPONENT | ShapeFlags.FUNCTIONAL_COMPONENT
}ShapeFlags 使用位运算来表示不同的类型，可以同时标记多个类型。 对于 Fragment 来说，它会被标记为 ShapeFlags.ARRAY_CHILDREN，因为它的子节点通常是一个数组。
// 简化后的 normalizeChildren 函数 (packages/runtime-core/src/vnode.ts)
function normalizeChildren(vnode: VNode, children: unknown) {
if (typeof children === 'string') {
vnode.shapeFlag |= ShapeFlags.TEXT_CHILDREN
} else if (Array.isArray(children)) {
vnode.shapeFlag |= ShapeFlags.ARRAY_CHILDREN
} else {
vnode.shapeFlag |= ShapeFlags.TEXT_CHILDREN // 假设是文本节点
}
}shapeFlag 就像一个标签，告诉 Vue 这个 VNode 是啥类型的，以及它有哪些特性。
3. patch 函数：VNode 的渲染
创建了 VNode 之后，下一步就是把 VNode 渲染成真实的 DOM 元素。 这个过程的核心函数是 patch。 patch 函数会比较新旧两个 VNode，然后根据它们的差异，更新 DOM 元素。
// 简化后的 patch 函数 (packages/runtime-core/src/renderer.ts)
const patch: PatchFn = (
n1: VNode | null,
n2: VNode,
container: RendererElement,
anchor: RendererNode | null = null,
parentComponent: ComponentInternalInstance | null = null,
parentSuspense: SuspenseBoundary | null = null,
isSVG: boolean = false,
optimized: boolean = false,
internals: RendererInternals<RendererNode, RendererElement>,
) => {
const { type, shapeFlag } = n2
switch (type) {
// ... 省略其他类型
default:
if (shapeFlag & ShapeFlags.ELEMENT) {
processElement(n1, n2, container, anchor, parentComponent, parentSuspense, isSVG, optimized, internals)
} else if (shapeFlag & ShapeFlags.COMPONENT) {
processComponent(n1, n2, container, anchor, parentComponent, parentSuspense, isSVG, optimized, internals)
} else if (type === Fragment) { // 重点在这里！
processFragment(n1, n2, container, anchor, parentComponent, parentSuspense, isSVG, optimized, internals)
}
}
}可以看到，patch 函数会根据 VNode 的 type 和 shapeFlag，调用不同的处理函数。 当 type 等于 Fragment 时，patch 函数会调用 processFragment 函数来处理。
4. processFragment 函数：Fragment 的特殊处理
processFragment 函数是 Fragment 实现的关键。 它会遍历 Fragment 的子节点，然后把它们直接渲染到父节点中，而不会创建额外的 DOM 元素。
// 简化后的 processFragment 函数 (packages/runtime-core/src/renderer.ts)
const processFragment = (
n1: VNode | null,
n2: VNode,
container: RendererElement,
anchor: RendererNode | null,
parentComponent: ComponentInternalInstance | null,
parentSuspense: SuspenseBoundary | null,
isSVG: boolean,
optimized: boolean,
internals: RendererInternals<RendererNode, RendererElement>,
) => {
const { mountChildren, patchChildren } = internals
const { children } = n2
if (n1 == null) {
mountChildren(children as VNode[], container, anchor, parentComponent, parentSuspense, isSVG, optimized)
} else {
patchChildren(n1, n2, container, anchor, parentComponent, parentSuspense, isSVG, optimized)
}
}可以看到，processFragment 函数会调用 mountChildren 或 patchChildren 函数来处理 Fragment 的子节点。 这两个函数会遍历子节点，然后递归调用 patch 函数，把每个子节点渲染到父节点中。
总结：Fragment 的渲染流程
- 创建 VNode：
createVNode函数创建一个Fragment类型的 VNode，并把shapeFlag标记为ShapeFlags.ARRAY_CHILDREN。 - 渲染 VNode：
patch函数根据 VNode 的type和shapeFlag，调用processFragment函数。 - 处理子节点：
processFragment函数遍历Fragment的子节点，然后递归调用patch函数，把每个子节点渲染到父节点中。
整个过程中，Fragment 自身不会创建任何 DOM 元素，它只是作为一个容器，把它的子节点直接渲染到父节点中。
代码示例：Fragment 的使用
光说不练假把式，咱们来看几个 Fragment 的实际使用例子。
1. 渲染多个根节点
<template>
<template>
<h1>Title</h1>
<p>Content</p>
</template>
</template>这段代码会渲染出一个 h1 元素和一个 p 元素，而不会在它们外面包裹额外的 DOM 元素。
2. 条件渲染
<template>
<template v-if="showTitle">
<h1>Title</h1>
</template>
<p>Content</p>
</template>这段代码会根据 showTitle 的值，决定是否渲染 h1 元素。 如果 showTitle 为 true，则渲染 h1 和 p 元素； 如果 showTitle 为 false，则只渲染 p 元素。
3. 循环渲染
<template>
<template v-for="item in items" :key="item.id">
<div>{{ item.name }}</div>
<p>{{ item.description }}</p>
</template>
</template>这段代码会循环渲染 items 数组中的每个元素，每个元素会渲染出一个 div 元素和一个 p 元素。
Fragment 的优点
- 避免额外的 DOM 元素： 减少 DOM 结构的冗余，提高性能。
- 简化 CSS 样式： 避免额外的 DOM 元素带来的样式问题。
- 提高组件的灵活性： 允许组件返回多个根节点，更方便地组织组件结构。
Fragment 的局限性
- 不能绑定属性：
Fragment自身不能绑定属性，比如class、style等。 因为它不会渲染成实际的 DOM 元素，所以没有地方可以绑定属性。 - 需要额外的
template标签： 在某些情况下，需要使用<template>标签来包裹多个根节点。
Fragment vs. Vue 2 的解决方案
| 特性 | Vue 2 | Vue 3 (Fragment) |
|---|---|---|
| 根节点要求 | 必须有一个唯一的根节点 | 可以有多个根节点 |
| 额外 DOM 元素 | 需要额外的 DOM 元素来包裹多个根节点 | 不需要额外的 DOM 元素 |
| 样式问题 | 可能会引入额外的样式问题 | 避免额外的 DOM 元素带来的样式问题 |
| 组件灵活性 | 较低 | 较高 |
总结
Fragment 是 Vue 3 一个非常实用的特性，它允许组件拥有多个根节点，而不会引入额外的 DOM 元素。 这大大提高了组件的灵活性和性能，让我们可以更方便地构建复杂的 UI 界面。 理解 Fragment 的实现原理，可以帮助我们更好地使用 Vue 3，写出更高效、更简洁的代码。 就像给你的组件装了个“任意门”，让你的组件像俄罗斯套娃一样灵活，想怎么玩就怎么玩！
好了，今天的分享就到这里，希望对大家有所帮助！ 下次有机会再跟大家聊聊 Vue 3 的其他有趣特性。