发布于 由admin

Vue 3源码极客之：`Vue`的`keep-alive`：它如何管理组件的缓存和生命周期。

各位靓仔靓女，晚上好！我是你们的老朋友，今天咱们来聊聊 Vue 3 源码里那个让人又爱又恨的 <keep-alive>，看看它到底是怎么玩转组件缓存和生命周期的。准备好了吗？ Let’s dive in!

一、keep-alive：一个有故事的组件

首先，咱得搞清楚 keep-alive 是个什么玩意儿。简单来说，它就是一个抽象组件，不会渲染成任何实际的 DOM 元素。它的作用是：缓存不活动的组件实例，而不是直接销毁它们。 这样，当组件再次被激活时，就可以直接从缓存中取出，避免重复渲染，提高性能。

你可以把 keep-alive 想象成一个酒店的前台，负责登记和退房。组件就是客人，而缓存就是酒店的房间。客人来了，前台登记入住，安排到房间（缓存）；客人要走了，前台不是直接把客人扔出去，而是让他们继续住在房间里，等下次再来的时候可以直接入住，省去了重新办理入住的麻烦。

二、keep-alive 的基本用法

keep-alive 的用法很简单，直接把它包裹在你需要缓存的组件外面就行了：

<template>
  <keep-alive>
    <component :is="currentComponent" />
  </keep-alive>
</template>

<script>
import ComponentA from './ComponentA.vue';
import ComponentB from './ComponentB.vue';

export default {
  components: {
    ComponentA,
    ComponentB
  },
  data() {
    return {
      currentComponent: 'ComponentA'
    };
  },
  mounted() {
    setInterval(() => {
      this.currentComponent = this.currentComponent === 'ComponentA' ? 'ComponentB' : 'ComponentA';
    }, 2000);
  }
};
</script>

在这个例子中，ComponentA 和 ComponentB 会被轮流渲染。如果没有 keep-alive，每次切换组件都会重新创建和销毁。有了 keep-alive，第一次渲染后，组件实例会被缓存起来，下次再渲染的时候直接从缓存中取出，速度更快。

三、keep-alive 的核心选项

keep-alive 有几个重要的选项，可以控制它的行为：

  • include： 指定哪些组件需要缓存。可以是一个字符串，一个正则表达式，或者一个包含字符串或正则表达式的数组。
  • exclude： 指定哪些组件不需要缓存。用法和 include 一样。
  • max： 指定最多可以缓存多少个组件实例。如果缓存的组件数量超过了这个值，keep-alive 会销毁最久没有使用的组件实例。

举个例子：

<template>
  <keep-alive :include="['ComponentA', /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，ComponentA 和 ComponentC 会被缓存，而 ComponentB 不会被缓存。

四、keep-alive 的源码剖析

接下来，咱们来深入 keep-alive 的源码，看看它到底是怎么实现的。keep-alive 的源码位于 packages/runtime-core/src/components/KeepAlive.ts 文件中。

1. 组件注册与生命周期

keep-alive 首先是一个组件，它定义了自己的 setup 函数和渲染函数。

export const KeepAliveImpl: ComponentOptions = {
  name: 'KeepAlive',
  // ...
  setup(props, { slots }) {
    // ...
    return () => {
      // ...
    };
  }
};

setup 函数是 keep-alive 的核心逻辑所在。它负责处理组件的缓存和生命周期。

2. 缓存机制的核心：cache 和 keys

keep-alive 使用两个变量来管理缓存：

  • cache： 一个 Map 对象，用于存储缓存的组件实例。key 是组件的 name 属性，value 是组件的 vnode。
  • keys： 一个数组，用于存储缓存的组件的 key。这个数组的顺序表示组件的使用顺序，最近使用的组件在数组的末尾。
const cache: Cache = new Map();
const keys: Keys = [];

3. 渲染函数：render

keep-alive 的渲染函数负责从缓存中获取组件实例，或者创建新的组件实例。

return () => {
  if (!slots.default) {
    return null;
  }

  const vnode = slots.default();
  if (!isVNode(vnode)) {
    return vnode;
  }

  const comp = vnode.type as Component;
  const name = getName(comp);

  if (name && !include(name) || exclude(name)) {
    return vnode;
  }

  const { cache, keys } = instance;
  const key = vnode.key == null
    ? comp
    : vnode.key;

  if (cache.has(key)) {
    // 从缓存中获取组件实例
    vnode.component = cache.get(key)!.component;
    // 移动组件到缓存的末尾
    move(keys, key);
    // 将组件的 props 更新为最新的
    vnode.shapeFlag |= ShapeFlags.COMPONENT_KEPT_ALIVE;
  } else {
    // 创建新的组件实例
    cache.set(key, vnode);
    keys.push(key);
    // 处理缓存数量限制
    if (max && keys.length > parseInt(max, 10)) {
      pruneCacheEntry(cache, keys[0], keys, instance);
    }
  }

  vnode.shapeFlag |= ShapeFlags.COMPONENT_KEPT_ALIVE;

  return vnode;
};

这个渲染函数做了以下几件事：

  1. 获取组件的 vnode。
  2. 判断组件是否需要缓存。 如果组件的 name 属性不在 include 列表中，或者在 exclude 列表中，则直接返回 vnode，不进行缓存。
  3. 从缓存中查找组件实例。 如果缓存中存在该组件实例，则从缓存中取出，并将其移动到缓存的末尾，表示最近使用过。
  4. 创建新的组件实例。 如果缓存中不存在该组件实例，则创建一个新的组件实例，并将其添加到缓存中。
  5. 处理缓存数量限制。 如果缓存的组件数量超过了 max 值，则销毁最久没有使用的组件实例。
  6. 设置 vnode 的 shapeFlag。 将 vnode 的 shapeFlag 设置为 ShapeFlags.COMPONENT_KEPT_ALIVE，表示该组件是被 keep-alive 缓存的。

4. 组件的激活和停用：activated 和 deactivated

当组件被 keep-alive 缓存时，它的 activated 和 deactivated 生命周期钩子函数会被调用。

  • activated： 当组件被激活时调用。
  • deactivated： 当组件被停用时调用。

keep-alive 在渲染函数中，会将 activated 和 deactivated 钩子函数添加到组件的 vnode 上。

if (cache.has(key)) {
  vnode.component = cache.get(key)!.component;
  move(keys, key);
  vnode.shapeFlag |= ShapeFlags.COMPONENT_KEPT_ALIVE;
} else {
  cache.set(key, vnode);
  keys.push(key);
  if (max && keys.length > parseInt(max, 10)) {
    pruneCacheEntry(cache, keys[0], keys, instance);
  }
}

在 packages/runtime-core/src/renderer.ts 文件中，patch 函数会判断组件是否被 keep-alive 缓存，如果被缓存，则调用 activated 和 deactivated 钩子函数。

const patch = (
  n1: VNode | null,
  n2: VNode,
  container: RendererElement,
  anchor: RendererNode | null,
  parentComponent: ComponentInternalInstance | null = null,
  parentSuspense: SuspenseBoundary | null = null,
  isSVG: boolean = false,
  optimized: boolean = false
) => {
  // ...
  if (shapeFlag & ShapeFlags.COMPONENT_KEPT_ALIVE) {
    ;(i.ctx as { [x: string]: any }).activated(i)
  }
  // ...
  if (shapeFlag & ShapeFlags.COMPONENT_KEPT_ALIVE) {
    ;(i.ctx as { [x: string]: any }).deactivated(i)
  }
  // ...
}

5. 缓存的移除：pruneCacheEntry

当缓存的组件数量超过 max 值时，keep-alive 会销毁最久没有使用的组件实例。这个过程由 pruneCacheEntry 函数完成。

function pruneCacheEntry(
  cache: Cache,
  key: CacheKey,
  keys: Keys,
  current: ComponentInternalInstance | null
) {
  const cached = cache.get(key)!
  const instance = cached.component!

  // 调用组件的 unmount 钩子函数
  invoke(instance.vnode, ComponentUnmounted, current)
  // 移除组件实例
  invoke(instance.vnode, ComponentDeactivated, current)

  cache.delete(key)
  remove(keys, key)
}

这个函数做了以下几件事：

  1. 调用组件的 unmount 钩子函数。
  2. 调用组件的 deactivated 钩子函数。
  3. 从缓存中移除组件实例。
  4. 从 keys 数组中移除组件的 key。

五、总结

keep-alive 是 Vue 3 中一个非常重要的组件，它可以有效地提高应用程序的性能。通过缓存不活动的组件实例，keep-alive 可以避免重复渲染，减少 CPU 和内存的消耗。

下面是一个简单的表格，总结了 keep-alive 的核心概念：

概念 描述
cache 一个 Map 对象，用于存储缓存的组件实例。
keys 一个数组，用于存储缓存的组件的 key。
include 指定哪些组件需要缓存。
exclude 指定哪些组件不需要缓存。
max 指定最多可以缓存多少个组件实例。
activated 当组件被激活时调用。
deactivated 当组件被停用时调用。

希望今天的讲解能够帮助大家更好地理解 keep-alive 的原理和用法。下次再见！

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注