探讨 Vue 3 源码中 `v-if` 和 `v-for` 指令的编译和运行时优化策略。

各位靓仔靓女,晚上好! 欢迎来到今天的Vue 3源码解密特别节目,我是你们的老朋友,人称“源码挖掘机”的码农老王。今天,咱们不聊八卦,也不谈人生,就死磕一下Vue 3里面两个最常用,也是最容易被误解的指令:v-ifv-for。 别害怕,我们尽量用大白话,加上一些“惨痛”的例子,让你彻底搞懂它们背后的编译和运行时优化策略。准备好了吗? 系好安全带,发车咯!

一、v-if: 你以为的“非你不可”,其实是“备胎无数”?

v-if,顾名思义,就是条件渲染。满足条件就显示,不满足就隐藏。 看起来很简单对不对? 但Vue 3在背后默默地做了很多事情来提升性能。

1. 编译时优化:Block Structure 和 Patch Flags

Vue 3引入了静态节点提升 (hoisting) 和 Block Structure 的概念,来优化 v-if 的性能。

  • 静态节点提升 (Hoisting): 如果 v-if 分支里面的节点是静态的,也就是不会改变的,那么在编译时,Vue 3 会将这些节点提升到渲染函数之外,只渲染一次,避免重复创建。

    <template>
      <div>
        <div v-if="show">
          <h1>这是一个静态标题</h1>
          <p>这是一段静态文本</p>
        </div>
        <div v-else>
          <p>这是另一个静态文本</p>
        </div>
      </div>
    </template>

    编译后的渲染函数 (简化版) 大概是这样的:

    const hoisted_1 = h("h1", null, "这是一个静态标题");
    const hoisted_2 = h("p", null, "这是一段静态文本");
    const hoisted_3 = h("p", null, "这是另一个静态文本");
    
    function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
      return (openBlock(), createBlock("div", null, [
        (_ctx.show)
          ? (openBlock(), createBlock("div", null, [
              hoisted_1,
              hoisted_2
            ]))
          : (openBlock(), createBlock("div", null, [
              hoisted_3
            ]))
      ]))
    }

    看到没? hoisted_1hoisted_2hoisted_3 这些静态节点只创建了一次。 以后 show 变化的时候,Vue 3 只需要决定渲染哪个分支,而不用重新创建这些节点。 简直是懒人福音!

  • Block Structure: Vue 3 会将模板分成不同的“块 (Block)”。 v-if 的每个分支都会被视为一个独立的块。 当 v-if 的条件发生变化时,Vue 3 只需要替换整个块,而不是diff 每一个节点。

    想想看,如果你有10个 v-if 分支,每个分支里面有100个节点,如果每次条件变化都要diff 1000个节点,那CPU还不爆炸? 有了Block Structure,只需要替换对应的100个节点,效率大大提升。

  • Patch Flags: 配合Block Structure,Vue 3 使用 Patch Flags 来标记动态节点。 只有被标记为动态的节点才会被diff。 这进一步减少了diff 的工作量。

    例如:

    <template>
      <div v-if="show">
        <p>{{ message }}</p>
      </div>
    </template>

    message 是动态的,所以 <p> 标签会被标记为动态节点。

2. 运行时优化:懒加载 (Lazy Loading) 和复用 (Reuse)

  • 懒加载 (Lazy Loading): 默认情况下,v-if 渲染的分支在初始渲染时不会被加载,只有当条件为真时才会被加载。 这减少了初始渲染的负担。

    想想看,如果你的页面有很多 v-if 分支,只有一小部分会被显示,那么一开始就加载所有的分支,简直是浪费资源。 懒加载可以让你只加载需要的,用的时候再拿出来,就像你衣柜里的备胎,用的时候才拿出来穿(咳咳,开个玩笑)。

  • 组件复用 (Component Reuse): 如果 v-if 的不同分支渲染的是同一个组件,Vue 3 会尝试复用这个组件实例,而不是销毁再重新创建。 这可以节省大量的性能开销,特别是对于复杂的组件。

    比如:

    <template>
      <div v-if="type === 'A'">
        <MyComponent :data="dataA" />
      </div>
      <div v-else>
        <MyComponent :data="dataB" />
      </div>
    </template>

    如果 MyComponent 比较复杂,频繁的销毁和创建会很耗费资源。 Vue 3 会尽量复用 MyComponent 的实例,只更新 data 属性。

3. 注意事项:v-ifv-else-if 的 “爱恨情仇”

  • 尽量避免在同一个元素上同时使用 v-ifv-for。 这会降低性能,因为 v-if 的优先级高于 v-for。 这意味着 Vue 3 会先对整个列表进行条件判断,然后再进行循环渲染。 如果列表很大,而且 v-if 的条件比较复杂,那性能会受到很大的影响。

    正确的做法是: 将 v-if 放在 v-for 循环的父元素上,或者使用计算属性来过滤列表。

    <!-- 不推荐 -->
    <div v-for="item in list" :key="item.id" v-if="item.isActive">
      {{ item.name }}
    </div>
    
    <!-- 推荐:使用计算属性 -->
    <div v-for="item in activeList" :key="item.id">
      {{ item.name }}
    </div>
    
    <script>
    export default {
      computed: {
        activeList() {
          return this.list.filter(item => item.isActive);
        }
      }
    }
    </script>
  • v-ifv-show 的区别: v-if 是真正的条件渲染,不满足条件时,元素根本不会被渲染到DOM中。 v-show 只是简单的控制元素的 display 属性。 所以,如果需要频繁切换显示状态,v-show 更好。 如果条件很少改变,v-if 更适合。

二、v-for: “雨露均沾”? 不,我要“精准打击”!

v-for,循环渲染列表。 也是Vue里面最常用的指令之一。 如何高效地渲染列表,也是Vue 3优化的重点。

1. 编译时优化:Keyed Fragments 和 Fragment Hoisting

  • Keyed Fragments: Vue 3 强制要求在使用 v-for 时,必须提供一个唯一的 key 属性。 这个 key 属性用来追踪列表中每个节点的身份。 当列表发生变化时,Vue 3 可以通过 key 快速找到需要更新的节点,而不是重新渲染整个列表。

    <template>
      <ul>
        <li v-for="item in list" :key="item.id">
          {{ item.name }}
        </li>
      </ul>
    </template>

    如果你的列表没有唯一的 id,可以使用 index 作为 key,但是这可能会导致性能问题,尤其是在列表发生插入或删除操作时。 尽量使用唯一且稳定的 key

  • Fragment Hoisting: 如果 v-for 循环的父元素是静态的,Vue 3 会将这个父元素提升到渲染函数之外,只渲染一次。

    <template>
      <div>
        <ul>
          <li v-for="item in list" :key="item.id">
            {{ item.name }}
          </li>
        </ul>
      </div>
    </template>

    <div><ul> 都是静态的,所以它们只会被渲染一次。

2. 运行时优化:Diff 算法 和 新增、删除节点的处理

  • Diff 算法: Vue 3 使用优化的 Diff 算法来比较新旧列表,找出需要更新的节点。 Diff 算法的核心思想是:

    • 从列表的两端开始比较,找出相同的前缀和后缀。
    • 对于剩下的节点,使用 key 来进行比较,找出需要更新、移动或删除的节点。
    • 对于新增的节点,直接创建并插入到正确的位置。

    这大大减少了diff 的工作量,提高了渲染效率。

  • 新增、删除节点的处理: Vue 3 对新增和删除节点进行了特殊优化。 当列表发生插入或删除操作时,Vue 3 会尽量复用已有的节点,而不是销毁再重新创建。

    比如,在列表的头部插入一个新节点,Vue 3 会将原来的所有节点都向后移动一位,然后将新节点插入到头部。 这比重新渲染整个列表要快得多。

3. 注意事项:v-for 的 “正确姿势”

  • 永远不要忘记提供 key 属性! key 是 Vue 3 追踪节点身份的关键。 没有 key,Vue 3 只能通过索引来比较节点,这会导致性能问题。
  • 避免在 v-for 循环中使用 index 作为 key,除非你的列表是静态的,不会发生插入或删除操作。
  • 尽量减少在 v-for 循环中执行复杂的计算或操作。 这会阻塞渲染线程,导致页面卡顿。 可以将复杂的计算或操作放在计算属性或方法中。
  • 如果你的列表很大,而且需要频繁更新,可以考虑使用虚拟滚动 (Virtual Scrolling) 来优化性能。 虚拟滚动只渲染可见区域内的节点,而不是渲染整个列表。

三、v-ifv-for 的 “最佳拍档”? 还是 “相爱相杀”?

虽然我们一直强调不要在同一个元素上同时使用 v-ifv-for,但这并不意味着它们不能一起使用。 关键在于如何正确地使用它们。

  • v-if 放在 v-for 循环的父元素上: 这是最常见的用法。 先对整个列表进行条件判断,然后再进行循环渲染。

    <template>
      <div v-if="showList">
        <ul>
          <li v-for="item in list" :key="item.id">
            {{ item.name }}
          </li>
        </ul>
      </div>
      <div v-else>
        <p>列表为空</p>
      </div>
    </template>
  • 使用计算属性来过滤列表: 这也是一种常见的用法。 先使用计算属性过滤列表,然后再使用 v-for 循环渲染过滤后的列表。

    <template>
      <ul>
        <li v-for="item in filteredList" :key="item.id">
          {{ item.name }}
        </li>
      </ul>
    </template>
    
    <script>
    export default {
      computed: {
        filteredList() {
          return this.list.filter(item => item.isActive);
        }
      }
    }
    </script>
  • v-for 循环中使用 v-if 进行条件渲染: 这种用法需要谨慎使用。 如果 v-if 的条件比较复杂,而且列表很大,可能会导致性能问题。

    <template>
      <ul>
        <li v-for="item in list" :key="item.id">
          <span v-if="item.isActive">{{ item.name }}</span>
          <span v-else>{{ item.description }}</span>
        </li>
      </ul>
    </template>

    在这种情况下,可以考虑使用计算属性来提前计算出需要渲染的内容,或者使用组件来封装复杂的逻辑。

四、总结: “知其然,更要知其所以然”

说了这么多,我们来总结一下Vue 3 在 v-ifv-for 指令上的优化策略:

指令 编译时优化 运行时优化 注意事项
v-if 静态节点提升 (Hoisting),Block Structure,Patch Flags 懒加载 (Lazy Loading),组件复用 (Component Reuse) 避免在同一个元素上同时使用 v-ifv-for,理解 v-ifv-show 的区别
v-for Keyed Fragments,Fragment Hoisting Diff 算法,新增、删除节点的处理 永远不要忘记提供 key 属性,避免在 v-for 循环中使用 index 作为 key

记住,理解这些优化策略,可以让你写出更高效的Vue代码。 不要只会 “Ctrl+C, Ctrl+V”,要 “知其然,更要知其所以然”。

好了,今天的Vue 3源码解密特别节目就到这里。 希望你有所收获。 下次再见! 记得点赞关注哦! (手动滑稽)

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