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。

各位乡亲父老，今天咱们来聊聊 Vue 3 里那个神秘的 v-memo 指令！

大家好啊！今天咱不搞虚的，直接开整，聊聊 Vue 3 里的 v-memo 指令。这玩意儿听着有点像备忘录，但其实是用来优化性能的利器。 简单来说，v-memo 就像一个“记忆开关”，告诉 Vue： "嘿，这部分 DOM 没啥变化，别瞎折腾，直接跳过更新！"

v-memo 是个啥？

在 Vue 3 中，v-memo 指令允许你缓存组件的特定子树，防止不必要的重新渲染。当依赖的数组中的值没有改变时，Vue 会跳过对整个子树的更新，直接复用之前渲染的结果，从而提高性能。

编译时魔法：transform 函数的妙用

v-memo 的实现，编译时主要靠的是 Vue 的 transform 函数。transform 函数是 Vue 编译器的核心组成部分，负责转换模板 AST (Abstract Syntax Tree，抽象语法树)。

具体来说，当编译器遇到 v-memo 指令时，会调用一个专门的处理函数，这个函数会修改 AST，插入一些逻辑，以便在运行时判断是否需要跳过更新。

咱们先来看一段简化的代码，模拟一下这个 transform 函数的逻辑：

function transformMemo(node, context) {
  if (node.type === 1 /* ELEMENT */ && node.props) {
    const memoIndex = node.props.findIndex(
      (p) => p.type === 7 /* DIRECTIVE */ && p.name === 'memo'
    );

    if (memoIndex > -1) {
      const memoProp = node.props[memoIndex];
      const memoArgs = memoProp.exp; // v-memo 的表达式，例如：[count, name]

      // 移除 v-memo 指令
      node.props.splice(memoIndex, 1);

      // 添加一个 block flag，告诉 Vue 这是个需要特殊处理的 block
      node.patchFlag = node.patchFlag ? node.patchFlag | 1024 /* DYNAMIC_SLOTS */ : 1024 /* DYNAMIC_SLOTS */;

      // 添加一个 codegenNode，生成运行时需要的代码
      node.codegenNode = createMemoCodegenNode(node.codegenNode, memoArgs);
    }
  }
}

function createMemoCodegenNode(node, memoArgs) {
  return {
    type: 13 /* MEMO */,
    args: [memoArgs, node] , // 第一个参数是依赖数组，第二个参数是需要缓存的 VNode
    loc: node.loc
  };
}

这段代码干了啥呢？

1. 找到 v-memo 指令: 遍历节点 (Element) 的属性，找到 v-memo 指令。
2. 提取依赖: 提取 v-memo 指令的表达式，这个表达式就是依赖数组，例如 [count, name]。
3. 移除指令: 把 v-memo 指令从节点的属性列表中移除，因为编译时的工作已经做完了，运行时不需要这个指令了。
4. 设置 patchFlag: 给节点设置一个 patchFlag，这个 flag 告诉 Vue，这个节点是一个动态节点，需要特殊处理。

5. 创建 codegenNode: 创建一个 codegenNode，这个节点包含了运行时需要的代码。 codegenNode 的类型是 MEMO，它会告诉 Vue 的渲染器，这是一个需要缓存的 VNode。

   • args[0] 是 v-memo 的依赖数组，也就是表达式 [count, name]。
   • args[1] 是需要缓存的 VNode。

简单总结一下： 编译时，transformMemo 函数会识别 v-memo 指令，提取依赖，然后修改 AST，插入一些标记和代码，以便在运行时判断是否需要跳过更新。

运行时演绎：patch 函数的精髓

运行时，patch 函数是 Vue 渲染器的核心，负责将 VNode 转换为真实的 DOM。 当 patch 函数遇到 MEMO 类型的 codegenNode 时，会执行一些特殊逻辑来判断是否需要跳过更新。

咱们再来看一段简化的代码，模拟一下 patch 函数处理 MEMO 节点的逻辑：

function patch(n1, n2, container, anchor, parentComponent, parentSuspense, isSVG, optimized) {
  // ... 一堆判断，找到合适的 patch 策略

  if (n2.type === 13 /* MEMO */) {
    const { args: [memoArgs, contentVNode] } = n2;

    // 判断依赖是否发生变化
    if (hasChanged(memoArgs)) {
      // 依赖发生变化，需要更新
      patch(n1 ? n1.children : null, contentVNode, container, anchor, parentComponent, parentSuspense, isSVG, optimized);
    } else {
      // 依赖没有发生变化，跳过更新，直接复用之前的 VNode
      n2.el = n1.el; // 复用之前的 DOM 元素
      n2.component = n1.component; // 复用之前的组件实例
    }

    return; // 结束 patch 流程
  }

  // ... 其他类型的 VNode 的 patch 逻辑
}

function hasChanged(memoArgs) {
  // 这里需要比较 memoArgs 数组中的每个值是否发生了变化
  // 简单的实现可以是：
  // return !shallowEqual(memoArgs, lastMemoArgs);
  // 真正的实现会更复杂，考虑到 ref 的情况等等

  // 假设依赖发生了变化
  return true; // 简化起见，这里直接返回 true，表示依赖发生了变化
}

这段代码干了啥呢？

1. 判断节点类型: patch 函数首先判断新的 VNode 的类型是不是 MEMO。
2. 提取依赖: 如果是 MEMO 节点，就提取 v-memo 指令的依赖数组 memoArgs 和需要缓存的 contentVNode。
3. 判断依赖是否变化: 调用 hasChanged 函数来判断依赖数组中的值是否发生了变化。
4. 如果依赖发生变化: 如果依赖发生了变化，就递归调用 patch 函数，更新 contentVNode。

5. 如果依赖没有变化: 如果依赖没有发生变化，就直接复用之前的 VNode，跳过更新。

   • n2.el = n1.el; 复用之前的 DOM 元素。
   • n2.component = n1.component; 复用之前的组件实例。

简单总结一下： 运行时，patch 函数会判断 VNode 的类型，如果是 MEMO 节点，就判断依赖是否发生变化。 如果依赖没有发生变化，就跳过更新，直接复用之前的 VNode，从而提高性能。

v-memo 的工作流程

咱们用一张表格来总结一下 v-memo 的工作流程：

阶段	任务	主要函数	作用
编译时	识别 v-memo 指令，提取依赖，修改 AST	transformMemo	识别 v-memo 指令，提取依赖表达式，移除指令，设置 patchFlag，创建 codegenNode，将依赖数组和需要缓存的 VNode 传递给运行时。
运行时	判断依赖是否变化，跳过更新	patch, hasChanged	在 patch 函数中，判断 VNode 的类型是否为 MEMO。如果是，则调用 hasChanged 函数判断依赖是否发生变化。如果依赖没有发生变化，则跳过对子树的更新，直接复用之前的 VNode，从而提高性能。

v-memo 的用法示例

光说不练假把式，咱们来看几个 v-memo 的用法示例：

示例 1： 缓存静态内容

<template>
  <div>
    <h1>{{ title }}</h1>
    <div v-memo="[]">  <!-- 注意这里，依赖数组为空，表示永远不更新 -->
      <p>这是一段静态内容，永远不会更新。</p>
    </div>
    <button @click="title = '新的标题'">修改标题</button>
  </div>
</template>

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

export default {
  setup() {
    const title = ref('原始标题');
    return {
      title,
    };
  },
};
</script>

在这个例子中，v-memo 的依赖数组为空 []，这意味着这个 div 里的内容永远不会更新，即使 title 发生了变化。 这适用于那些永远不会改变的静态内容。

示例 2： 缓存列表项

<template>
  <ul>
    <li v-for="item in list" :key="item.id" v-memo="[item.id, item.name]">
      {{ item.name }} - {{ item.description }}
    </li>
  </ul>
  <button @click="addItem">添加项目</button>
</template>

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

export default {
  setup() {
    const list = ref([
      { id: 1, name: '苹果', description: '红色的水果' },
      { id: 2, name: '香蕉', description: '黄色的水果' },
    ]);

    let nextId = 3;

    const addItem = () => {
      list.value.push({ id: nextId++, name: '葡萄', description: '紫色的水果' });
    };

    return {
      list,
      addItem,
    };
  },
};
</script>

在这个例子中，v-memo 的依赖数组是 [item.id, item.name]。 这意味着，只有当 item.id 或 item.name 发生变化时，这个列表项才会更新。 如果只是 item.description 发生变化，这个列表项就不会重新渲染。

示例 3： 缓存组件

<template>
  <div>
    <h1>{{ title }}</h1>
    <MyComponent :data="data" v-memo="[data.id]" />
    <button @click="updateData">修改数据</button>
  </div>
</template>

<script>
import { ref } from 'vue';
import MyComponent from './MyComponent.vue';

export default {
  components: {
    MyComponent,
  },
  setup() {
    const title = ref('原始标题');
    const data = ref({ id: 1, name: '原始数据' });

    const updateData = () => {
      data.value = { ...data.value, name: '新的数据' };
    };

    return {
      title,
      data,
      updateData,
    };
  },
};
</script>

在这个例子中，v-memo 的依赖数组是 [data.id]。 这意味着，只有当 data.id 发生变化时，MyComponent 组件才会重新渲染。 如果只是 data.name 发生变化，MyComponent 组件就不会重新渲染。

v-memo 的注意事项

• 依赖数组: v-memo 的核心在于依赖数组。 正确地设置依赖数组非常重要。 如果依赖数组设置不正确，可能会导致组件无法正确更新，或者过度更新。
• 性能优化: v-memo 是一种性能优化手段，但并不是万能的。 在使用 v-memo 之前，应该先分析组件的性能瓶颈，确定是否需要使用 v-memo。
• 适用场景: v-memo 适用于那些渲染开销比较大，而且依赖数据变化不频繁的组件。

总结

v-memo 指令是 Vue 3 中一个强大的性能优化工具。 通过合理地使用 v-memo，可以有效地减少不必要的重新渲染，提高应用的性能。 记住，理解其背后的编译时和运行时原理，才能更好地驾驭它！

希望今天的分享对大家有所帮助。 谢谢大家！