各位靓仔靓女，欢迎来到今天的Vue 3源码深度解析小课堂！今天我们聊聊一个神奇的组件：keep-alive。它就像一个组件的“保温箱”，能让组件在切换时保持状态，避免重复渲染，提升性能。
一、keep-alive：一个有故事的组件
想象一下，你正在浏览一个电商网站，从商品列表页点进商品详情页，又返回商品列表页。如果没有keep-alive，每次返回都要重新加载列表，滚动条回到顶部，体验非常糟糕。keep-alive就是为了解决这个问题而生的。
简单来说，keep-alive是一个抽象组件，它自身不会渲染任何东西，而是根据其include和exclude属性，缓存符合条件的组件实例。当组件被切换时，keep-alive会将组件保存在内存中，而不是销毁。下次再切换回来时，直接从缓存中取出，恢复之前的状态。
二、keep-alive的工作原理：缓存与命中
keep-alive的核心在于它的缓存机制。它维护一个缓存对象cache和一个键集合keys。cache用于存储组件的VNode实例，keys用于记录缓存的顺序。
interface KeepAliveContext {
cache: Map<string, VNode>; // 组件缓存
keys: string[]; // 缓存 key 列表
max: number | undefined; // 最大缓存数量
// ... 其他属性
}当一个组件被keep-alive包裹时，会经历以下几个步骤：
- 组件激活 (Activation): 当组件首次被渲染时，或者从缓存中被取出时，
keep-alive会调用组件的onActivated生命周期钩子。 - 组件缓存 (Caching): 如果组件符合缓存条件（即在
include列表中，不在exclude列表中），keep-alive会将组件的VNode实例存储到cache中，并以组件的key作为键。如果没有提供key，则会使用组件的name属性或组件类型本身作为键。 - 组件停用 (Deactivation): 当组件被切换出
keep-alive的渲染范围时，keep-alive会调用组件的onDeactivated生命周期钩子。 - 缓存命中 (Cache Hit): 当组件再次被切换到
keep-alive的渲染范围内时，keep-alive会首先检查cache中是否存在该组件的VNode实例。如果存在，则直接从缓存中取出，并将其插入到DOM树中，避免重新渲染。
三、keep-alive源码解析：步步深入
让我们一起深入keep-alive的源码，看看它是如何实现这些功能的。keep-alive的源码位于packages/runtime-core/src/components/KeepAlive.ts。
// 简化版，省略了部分逻辑
const KeepAliveImpl: ComponentOptions = {
name: 'KeepAlive',
props: {
include: [String, RegExp, Array],
exclude: [String, RegExp, Array],
max: [String, Number]
},
setup(props, { slots }) {
const instance = getCurrentInstance()!;
const sharedContext = instance.appContext.components;
// 缓存对象
const cache: KeepAliveContext['cache'] = new Map();
// 缓存 key 列表
const keys: KeepAliveContext['keys'] = [];
// 卸载缓存的组件
const pruneCacheEntry = (key: string | number | undefined) => {
const cached = cache.get(key as string);
if (!cached) {
return;
}
// 调用组件的 unmount 钩子
unmount(cached);
cache.delete(key as string);
remove(keys, key);
};
// 渲染函数
return () => {
if (!slots.default) {
return null;
}
const vnode = slots.default();
if (!isVNode(vnode)) {
return vnode;
}
const comp = vnode.type as ConcreteComponent;
const name = getName(comp);
// 过滤不符合条件的组件
if (name && !include(props.include, name) || exclude(props.exclude, name)) {
return vnode;
}
const { cache: cacheRef, keys: keysRef } = instance.ctx;
const key: CacheKey =
vnode.key == null
? comp
: vnode.key;
// 缓存命中
if (cacheRef.has(key)) {
// 从缓存中取出 VNode 实例
const cachedVNode = cacheRef.get(key)!;
// 将 VNode 实例复制一份，避免修改缓存中的 VNode
vnode.el = cachedVNode.el;
vnode.component = cachedVNode.component;
vnode.shapeFlag |= ShapeFlags.COMPONENT_KEPT_ALIVE;
// 调整缓存顺序，将最近使用的组件放到队首
move(keysRef, key);
return vnode;
}
// 缓存未命中
// 将 VNode 实例存储到缓存中
cacheRef.set(key, vnode);
keysRef.push(key);
// 如果缓存超过最大数量，则移除最久未使用的组件
if (props.max && keysRef.length > parseInt(props.max as string, 10)) {
pruneCacheEntry(keysRef[0]);
}
// 将 VNode 实例标记为需要激活
vnode.shapeFlag |= ShapeFlags.COMPONENT_SHOULD_KEEP_ALIVE;
return vnode;
};
}
};代码解析：
props:keep-alive组件接收三个prop：include，exclude和max。include和exclude用于指定需要缓存和不需要缓存的组件，max用于指定最大缓存数量。cache和keys:cache是一个Map对象，用于存储组件的VNode实例。keys是一个数组，用于记录缓存的顺序。pruneCacheEntry: 用于卸载缓存的组件，并从cache和keys中移除。render函数:keep-alive的核心逻辑都在render函数中。它首先获取插槽中的VNode实例，然后判断是否需要缓存该组件。如果需要缓存，则从cache中查找，如果找到则直接返回缓存的VNode实例，否则将VNode实例存储到cache中。如果缓存超过最大数量，则移除最久未使用的组件。
四、keep-alive的生命周期钩子：activated 和 deactivated
keep-alive组件为被缓存的组件提供了两个特殊的生命周期钩子：activated 和 deactivated。
activated: 当组件被激活时调用。组件首次被渲染时，或者从缓存中被取出时，都会触发activated钩子。deactivated: 当组件被停用时调用。组件被切换出keep-alive的渲染范围时，会触发deactivated钩子。
这两个钩子可以让我们在组件激活和停用时执行一些自定义的逻辑，例如保存和恢复组件的状态。
示例：
<template>
<div>
<input type="text" v-model="message">
<p>Message: {{ message }}</p>
</div>
</template>
<script>
import { ref, onActivated, onDeactivated } from 'vue';
export default {
setup() {
const message = ref('');
onActivated(() => {
console.log('Component activated');
// 从 localStorage 中恢复数据
const savedMessage = localStorage.getItem('message');
if (savedMessage) {
message.value = savedMessage;
}
});
onDeactivated(() => {
console.log('Component deactivated');
// 将数据保存到 localStorage 中
localStorage.setItem('message', message.value);
});
return {
message
};
}
};
</script>在这个例子中，当组件被激活时，会从localStorage中恢复数据。当组件被停用时，会将数据保存到localStorage中。这样，即使组件被切换出keep-alive的渲染范围，它的状态也能被保留。
五、include 和 exclude：灵活控制缓存范围
keep-alive组件提供了include和exclude两个prop，用于灵活控制缓存范围。
include: 指定需要缓存的组件。只有匹配include的组件才会被缓存。exclude: 指定不需要缓存的组件。匹配exclude的组件不会被缓存。
include和exclude可以接受字符串、正则表达式或数组作为值。
示例：
<template>
<keep-alive include="ComponentA,ComponentB" exclude="ComponentC">
<component :is="currentComponent" />
</keep-alive>
</template>
<script>
import ComponentA from './ComponentA.vue';
import ComponentB from './ComponentB.vue';
import ComponentC from './ComponentC.vue';
export default {
components: {
ComponentA,
ComponentB,
ComponentC
},
data() {
return {
currentComponent: 'ComponentA'
};
}
};
</script>在这个例子中，keep-alive只会缓存ComponentA和ComponentB，而不会缓存ComponentC。
六、max：限制缓存数量
keep-alive组件提供了max prop，用于限制最大缓存数量。当缓存的组件数量超过max时，keep-alive会移除最久未使用的组件。
示例：
<template>
<keep-alive :max="10">
<component :is="currentComponent" />
</keep-alive>
</template>在这个例子中，keep-alive最多缓存10个组件。
七、使用场景与注意事项
keep-alive适用于以下场景：
- 频繁切换的组件，例如Tab页、列表页和详情页。
- 需要保留状态的组件，例如表单、编辑器。
使用keep-alive需要注意以下几点：
keep-alive只能缓存组件，不能缓存DOM元素。- 被
keep-alive缓存的组件不会被销毁，因此需要注意内存占用。 - 如果组件需要根据不同的参数进行渲染，需要为组件设置不同的
key。
八、keep-alive的替代方案
虽然keep-alive是一个非常方便的组件缓存方案，但它也有一些局限性。例如，它只能缓存组件，不能缓存DOM元素。如果需要更灵活的缓存方案，可以考虑以下替代方案：
- 手动缓存： 手动将组件的状态保存到内存中，并在需要时恢复。
- 使用状态管理工具： 使用Vuex或Pinia等状态管理工具来管理组件的状态。
- 使用第三方缓存库： 使用
lru-cache等第三方缓存库来缓存组件或数据。
九、keep-alive的面试考点
在面试中，keep-alive是一个常见的考点。面试官可能会问你以下问题：
keep-alive是什么？它的作用是什么？keep-alive的工作原理是什么？keep-alive有哪些生命周期钩子？keep-alive的include和exclude有什么作用？keep-alive的max有什么作用？keep-alive有哪些使用场景？keep-alive有哪些替代方案？
掌握了以上知识点，你就可以轻松应对关于keep-alive的面试问题了。
十、总结
keep-alive是一个强大的组件缓存工具，它可以帮助我们提升Vue应用的性能和用户体验。通过深入了解keep-alive的原理和使用方法，我们可以更好地利用它来优化我们的应用。
今天的课程就到这里，希望大家有所收获。记住，源码学习是一个持续的过程，需要不断地实践和思考。下次有机会再和大家一起探索Vue 3的更多奥秘！散会！