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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，大家好！我是今天的主讲人，我们今天就来聊聊 Vue 3 源码里 v-if 和 v-for 这对好基友，看看它们在编译和运行时都耍了哪些花招来提高性能。放心，保证让你听得懂，听得开心！

开场白：为什么要关注 v-if 和 v-for？

简单粗暴地说，这两个指令用得不好，Vue 应用的性能就得跪。v-if 控制渲染，v-for 控制循环，稍微不注意，就会产生大量的组件创建、销毁和更新，卡顿到让你怀疑人生。所以，搞清楚它们背后的优化策略，是成为 Vue 高手的必经之路。

第一部分：v-if 的编译优化

v-if 指令的本质是条件渲染，根据表达式的结果决定是否渲染某个元素或组件。Vue 3 在编译阶段就对 v-if 做了不少优化，主要集中在以下几个方面：

  1. 静态 v-if 提升 (Static v-if Hoisting)

    如果 v-if 的条件是一个静态表达式（编译时就能确定结果），那么 Vue 会在编译阶段直接将结果嵌入到渲染函数中，避免运行时计算。

    <template>
 <div v-if="true">
   Always Rendered!
 </div>
 <div v-if="false">
   Never Rendered!
 </div>
</template>

    编译后的渲染函数 (简化版)：

    function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
 return (_openBlock(), _createElementBlock(_Fragment, null, [
   _createElementVNode("div", null, "Always Rendered!"),
   // Never Rendered! 部分直接被优化掉了
 ], _FRAGMENT));
}

    总结： 对于静态 v-if，Vue 直接在编译阶段就把它给解决了，运行时啥事儿没有。

  2. v-else-if 和 v-else 的优化 (Block Structures)

    Vue 3 使用 Block Structures 来优化 v-if/v-else-if/v-else 结构的渲染。它会将这些条件分支编译成一个 Block，只有满足条件的 Block 才会被渲染。 这样做的好处是：避免了不必要的虚拟 DOM Diff，只更新需要更新的部分。

    <template>
 <div v-if="type === 'A'">
   A
 </div>
 <div v-else-if="type === 'B'">
   B
 </div>
 <div v-else>
   C
 </div>
</template>

    编译后的渲染函数 (简化版)：

    function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
 return (_openBlock(), _createBlock(_Fragment, null, [
   (_ctx.type === 'A')
     ? (_openBlock(), _createElementBlock("div", { key: 0 }, "A"))
     : (_ctx.type === 'B')
       ? (_openBlock(), _createElementBlock("div", { key: 1 }, "B"))
       : (_openBlock(), _createElementBlock("div", { key: 2 }, "C"))
 ], _FRAGMENT));
}

    总结： 多个 v-if/v-else-if/v-else 形成一个代码块，只会渲染满足条件的那个，效率杠杠的。

  3. 代码优化 (Code Optimization)

    Vue 3 的编译器会对生成的代码进行优化，例如：移除冗余的表达式、合并相邻的节点等等。

    总结： 能省一点是一点，积少成多嘛！

第二部分：v-if 的运行时优化

除了编译优化，Vue 3 在运行时也对 v-if 进行了优化，主要体现在以下几个方面：

  1. 惰性渲染 (Lazy Rendering)

    v-if 指令控制的元素或组件，只有在条件为真时才会被渲染。这意味着，如果初始条件为假，那么对应的元素或组件就不会被创建，从而节省了初始渲染的开销。

    总结： 没用的东西就先别创建，需要的时候再说。

  2. 组件卸载和挂载 (Component Unmount & Mount)

    当 v-if 的条件从真变为假时，对应的组件会被卸载 (unmount)。当条件从假变为真时，组件会被重新挂载 (mount)。 Vue 3 对组件的卸载和挂载过程进行了优化，例如：避免不必要的 DOM 操作、复用已有的组件实例等等。

    总结： 组件的生老病死，Vue 都安排得明明白白。

第三部分：v-for 的编译优化

v-for 指令用于循环渲染元素或组件。Vue 3 在编译阶段对 v-for 做了大量的优化，主要集中在以下几个方面：

  1. key 属性的强制使用 (Key Attribute Enforcement)

    Vue 3 强制要求在 v-for 循环中使用 key 属性。key 属性用于标识每个循环项的唯一性，Vue 可以根据 key 来判断循环项是否需要更新、移动或删除。 如果没有提供 key，Vue 会发出警告，并使用默认的索引作为 key。 但是，使用索引作为 key 通常会导致性能问题，尤其是在列表发生变化时。

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

    总结： key 属性是 v-for 的灵魂，一定要用，而且要用对！

  2. trackBy 的移除 (Removal of trackBy)

    在 Vue 2 中，可以使用 trackBy 属性来指定用于跟踪循环项的属性。Vue 3 移除了 trackBy 属性，强制使用 key 属性。

    总结： 少即是多，key 属性就够用了。

  3. 代码优化 (Code Optimization)

    Vue 3 的编译器会对生成的 v-for 循环代码进行优化，例如：避免不必要的变量创建、优化循环逻辑等等。

    总结： 抠细节，让循环更高效。

第四部分：v-for 的运行时优化

除了编译优化，Vue 3 在运行时也对 v-for 进行了优化，主要体现在以下几个方面：

  1. Diff 算法的优化 (Optimized Diffing)

    Vue 3 使用了更高效的 Diff 算法来更新 v-for 循环渲染的列表。Diff 算法会比较新旧两个列表的差异，只更新需要更新的部分，避免不必要的 DOM 操作。 Vue 3 的 Diff 算法在以下几个方面进行了优化：

    • 双端 Diff (Double-ended Diffing): 从列表的两端开始比较，可以更快地找到差异。
    • 最长递增子序列 (Longest Increasing Subsequence): 用于优化列表移动的操作。

    总结： Vue 的 Diff 算法就像一个侦探，能快速找出列表中的变化，并进行精确的更新。

  2. Fragment 的使用 (Use of Fragments)

    Vue 3 使用 Fragment 来包裹 v-for 循环渲染的多个根节点。Fragment 是一种虚拟 DOM 节点，它可以包含多个子节点，而不会在 DOM 中创建额外的元素。 这样可以减少 DOM 节点的数量，提高渲染性能。

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

    总结： Fragment 就像一个隐形的外套，把多个节点包裹起来，减少 DOM 节点的创建。

  3. v-for 和 v-if 的优先级 (Priority of v-for and v-if)

    当 v-for 和 v-if 同时使用时，v-for 的优先级高于 v-if。这意味着，Vue 会先执行 v-for 循环，然后对每个循环项执行 v-if 条件判断。 避免将 v-if 和 v-for 用在同一个元素上， 除非你明确知道自己在做什么。 如果需要根据条件渲染列表中的某些项，可以使用计算属性来过滤列表。

    <template>
 <ul>
   <!-- 不推荐：先循环，再判断，效率低 -->
   <li v-for="item in items" :key="item.id" v-if="item.isActive">
     {{ item.name }}
   </li>

   <!-- 推荐：先过滤，再循环，效率高 -->
   <li v-for="item in activeItems" :key="item.id">
     {{ item.name }}
   </li>
 </ul>
</template>

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

export default {
 setup() {
   const items = [
     { id: 1, name: 'A', isActive: true },
     { id: 2, name: 'B', isActive: false },
     { id: 3, name: 'C', isActive: true },
   ];

   const activeItems = computed(() => {
     return items.filter(item => item.isActive);
   });

   return {
     items,
     activeItems,
   };
 },
};
</script>

    总结： v-for 和 v-if 尽量分开用，用计算属性来做过滤，性能更好。

第五部分：最佳实践 (Best Practices)

了解了 Vue 3 对 v-if 和 v-for 的优化策略，接下来我们来总结一些最佳实践，帮助你在实际开发中写出更高效的代码：

指令 最佳实践 说明
v-if 尽量避免频繁切换 v-if 的条件。 频繁切换 v-if 会导致组件的频繁卸载和挂载，影响性能。
v-if 对于静态 v-if，确保条件表达式是常量。 这样 Vue 可以在编译阶段直接优化掉不必要的代码。
v-for 必须使用 key 属性，且 key 必须是唯一的。 key 属性是 Vue 识别循环项的关键，使用不唯一的 key 会导致 Diff 算法出错。
v-for 避免在 v-for 循环中修改循环项的数据。 这样做会导致 Vue 的数据响应系统失效，影响性能。如果需要修改循环项的数据，应该使用计算属性或方法。
v-for 避免将 v-if 和 v-for 用在同一个元素上。 这样做会导致性能问题。如果需要根据条件渲染列表中的某些项，可以使用计算属性来过滤列表。
v-for 对于大型列表，考虑使用虚拟滚动 (Virtual Scrolling) 或无限滚动 (Infinite Scrolling) 来优化性能。 虚拟滚动只渲染可见区域的元素，可以显著减少 DOM 节点的数量。
v-for 如果列表数据是静态的，可以使用 v-once 指令来避免不必要的更新。 v-once 指令只会渲染元素一次，后续的更新会被忽略。
通用 尽量避免在模板中使用复杂的表达式。 复杂的表达式会影响渲染性能，应该将复杂的逻辑放在计算属性或方法中。
通用 使用 shallowRef 或 shallowReactive 来创建响应式数据，可以减少不必要的依赖追踪。 shallowRef 和 shallowReactive 只会追踪第一层属性的改变，可以减少数据响应系统的开销。
通用 使用 Fragment 来包裹多个根节点，可以减少 DOM 节点的数量。 Fragment 是一种虚拟 DOM 节点，它可以包含多个子节点，而不会在 DOM 中创建额外的元素。

第六部分：总结与展望 (Conclusion & Future)

今天我们深入探讨了 Vue 3 源码中 v-if 和 v-for 指令的编译和运行时优化策略。Vue 团队在性能优化方面做了大量的工作，从编译到运行时，都力求做到极致。

当然，性能优化是一个永无止境的过程。随着 Vue 的不断发展，相信未来会有更多的优化策略出现，让我们一起期待吧！

结束语：

希望今天的分享对你有所帮助。记住，理解原理才能更好地运用工具。下次再遇到 v-if 和 v-for，心里就有底啦！ 祝大家写出高性能的 Vue 应用！下课！

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