各位观众,晚上好!我是今天的讲师,很高兴能和大家一起扒一扒 Vue 3 源码中 keep-alive
这个“老顽童”的底裤,看看它到底是怎么玩转组件缓存的。
说起 keep-alive
,相信大家都不陌生,它是 Vue 中一个非常实用的内置组件,能让我们在组件切换时,保留组件的状态,避免重复渲染,提升用户体验。 那么,keep-alive
究竟是如何实现的呢? 它又是怎么用 Map
来缓存组件实例的呢? 别急,咱们这就一层一层地剥开它的“洋葱皮”。
一、keep-alive
的基本原理:VNode 的乾坤大挪移
keep-alive
的核心思想是:当组件被包裹在 keep-alive
中时,在组件切换时,不是真正地销毁组件,而是将组件的 VNode 缓存起来,下次再需要这个组件时,直接从缓存中取出 VNode,重新渲染到页面上。
这个过程有点像武侠小说里的“乾坤大挪移”,keep-alive
就是那个张无忌,它把组件的 VNode 从一个地方“挪移”到另一个地方,从而实现了组件状态的保存。
二、keep-alive
的源码结构:迷宫一样的 render 函数
要深入了解 keep-alive
的实现,我们首先需要找到它的源码。 keep-alive
的源码位于 Vue 3 源码的 packages/runtime-core/src/components/KeepAlive.ts
文件中。
打开这个文件,你会发现,keep-alive
的核心代码都在它的 render
函数里。 这个 render
函数的代码量比较大,而且逻辑也比较复杂,就像一个迷宫一样,让人摸不着头脑。
别担心,我们不会迷失在这个迷宫里。 我们会一步一步地分析这个 render
函数,揭开 keep-alive
的神秘面纱。
三、render
函数的流程:步步惊心
keep-alive
的 render
函数主要做了以下几件事情:
-
获取
keep-alive
的配置项: 包括include
、exclude
、max
等属性。 这些属性用于控制哪些组件需要被缓存,哪些组件不需要被缓存,以及最多缓存多少个组件。 -
获取
keep-alive
的子组件:keep-alive
只能包裹一个子组件,如果包裹了多个子组件,会发出警告。 -
判断子组件是否需要被缓存: 根据
include
和exclude
属性,判断子组件是否需要被缓存。 -
从缓存中查找子组件的 VNode: 如果子组件需要被缓存,那么就从缓存中查找子组件的 VNode。
-
如果缓存中存在子组件的 VNode:
- 直接使用缓存中的 VNode,并将组件实例移动到缓存的尾部,更新 LRU(Least Recently Used,最近最少使用) 算法。
- 更新组件的
props
。
-
如果缓存中不存在子组件的 VNode:
- 创建子组件的 VNode。
- 将子组件的 VNode 缓存起来。
- 如果缓存的组件数量超过了
max
属性,那么就移除最久没有使用的组件。
-
返回子组件的 VNode。
下面我们用一个表格来总结一下 render
函数的流程:
步骤 | 描述 |
---|---|
1 | 获取 keep-alive 的配置项(include 、exclude 、max )。 |
2 | 获取 keep-alive 的子组件。 |
3 | 判断子组件是否需要被缓存(根据 include 和 exclude 属性)。 |
4 | 从缓存中查找子组件的 VNode。 |
5 | 如果缓存中存在子组件的 VNode:使用缓存中的 VNode,更新 LRU 算法,更新组件的 props 。 |
6 | 如果缓存中不存在子组件的 VNode:创建子组件的 VNode,将子组件的 VNode 缓存起来,如果缓存的组件数量超过了 max 属性,那么就移除最久没有使用的组件。 |
7 | 返回子组件的 VNode。 |
四、Map
的妙用:缓存组件实例的秘密武器
keep-alive
使用 Map
来缓存组件实例。 Map
是一种键值对的数据结构,可以用来存储任意类型的数据。
在 keep-alive
中,Map
的键是组件的 name
属性,值是组件的 VNode。 这样,我们就可以通过组件的 name
属性,快速地从缓存中找到对应的 VNode。
keep-alive
内部维护了以下几个重要的数据结构:
cache
: 一个Map
对象,用于存储缓存的 VNode。 键是组件的name
属性,值是组件的 VNode。keys
: 一个数组,用于存储缓存的 VNode 的键(即组件的name
属性)。 这个数组用于实现 LRU 算法。pruneCache
: 一个函数,用于移除最久没有使用的组件。
下面我们来看一段 keep-alive
源码中关于缓存的代码:
// packages/runtime-core/src/components/KeepAlive.ts
const KeepAliveImpl: ComponentOptions = {
// ...
setup(_props, { slots }) {
const instance = currentInstance!
// KeepAlive communicates with the rendered component via the "vnode" hook.
// Component provides:
// - actual instance: vm.$.subTree
// - re-use context: vm.$.ctx
// msrgs: 组件的 name
const cache: Cache = new Map()
const keys: Keys = new Set()
let current: VNode | null = null
const cacheSubtree = () => {
// ...
// 缓存组件
cache.set(name, vnode)
keys.add(name)
// prune oldest entry
if (max && keys.size > parseInt(max, 10)) {
pruneCacheEntry(keys.values().next().value)
}
}
const pruneCacheEntry = (key: CacheKey) => {
const cached = cache.get(key)
// 调用组件的 unmount 钩子函数
if (!cached) {
return
}
// ...
cache.delete(key)
keys.delete(key)
}
return () => {
// ...
}
}
}
在上面的代码中,我们可以看到,keep-alive
使用 cache.set(name, vnode)
来缓存组件的 VNode,使用 cache.get(name)
来从缓存中获取组件的 VNode。
五、LRU 算法:保证缓存的效率
keep-alive
使用 LRU(Least Recently Used,最近最少使用) 算法来保证缓存的效率。 LRU 算法是一种常用的缓存淘汰算法,它的基本思想是:如果一个数据最近被访问过,那么它将来被访问的可能性也比较大,所以应该保留在缓存中; 如果一个数据最近没有被访问过,那么它将来被访问的可能性也比较小,所以应该从缓存中移除。
在 keep-alive
中,keys
数组用于实现 LRU 算法。 当我们访问一个组件时,我们会将该组件的 name
属性移动到 keys
数组的尾部。 这样,keys
数组的头部就是最久没有使用的组件,尾部就是最近使用的组件。
当缓存的组件数量超过了 max
属性时,keep-alive
会移除 keys
数组头部的组件,也就是最久没有使用的组件。
六、include
和 exclude
属性:灵活控制缓存
keep-alive
提供了 include
和 exclude
属性,用于灵活控制哪些组件需要被缓存,哪些组件不需要被缓存。
include
属性:指定需要被缓存的组件的name
属性。 只有name
属性在include
属性中的组件才会被缓存。include
属性可以是字符串、正则表达式或数组。exclude
属性:指定不需要被缓存的组件的name
属性。 只有name
属性不在exclude
属性中的组件才会被缓存。exclude
属性可以是字符串、正则表达式或数组。
如果同时指定了 include
和 exclude
属性,那么 exclude
属性的优先级高于 include
属性。 也就是说,如果一个组件的 name
属性同时在 include
和 exclude
属性中,那么该组件不会被缓存。
下面我们来看一些 include
和 exclude
属性的例子:
include="ComponentA"
:只缓存name
属性为ComponentA
的组件。exclude="ComponentB"
:不缓存name
属性为ComponentB
的组件。include="/^Component/"
:缓存所有name
属性以Component
开头的组件。exclude="[ 'ComponentA', 'ComponentB' ]"
:不缓存name
属性为ComponentA
或ComponentB
的组件。
七、总结:keep-alive
的精髓
总而言之,keep-alive
的精髓在于:
-
VNode 的缓存和复用:
keep-alive
不是真正地销毁组件,而是将组件的 VNode 缓存起来,下次再需要这个组件时,直接从缓存中取出 VNode,重新渲染到页面上。 -
Map
的妙用:keep-alive
使用Map
来缓存组件实例,通过组件的name
属性,快速地从缓存中找到对应的 VNode。 -
LRU 算法:
keep-alive
使用 LRU 算法来保证缓存的效率,移除最久没有使用的组件。 -
include
和exclude
属性:keep-alive
提供了include
和exclude
属性,用于灵活控制哪些组件需要被缓存,哪些组件不需要被缓存。
希望通过今天的讲解,大家对 keep-alive
的实现有了更深入的了解。 掌握了 keep-alive
的原理,我们就能更好地使用它,提升 Vue 应用的性能和用户体验。
感谢大家的观看! 祝大家编程愉快!