vue3編譯做了哪些最佳化

vue3編譯最佳化有：1、引入了 patchFlag，用來標記動態內容；在編譯過程中會根據不同的屬性類型打上不同的標識，從而實現了快速diff演算法。 2、Block Tree。 3.靜態提升，是將靜態的節點或屬性提升出去。 4.預解析字串化，當連續靜態節點超過10個時，會將靜態節點序列化為字串。 5.函數快取；開啟cacheHandlers選項後，函數會被快取起來，後續可直接使用。

本教學操作環境：windows7系統、vue3版，DELL G3電腦。

本文主要來分析 Vue3.0 編譯階段做的最佳化，在 patch 階段是如何利用這些最佳化策略來減少比對次數。 由於元件更新時依然需要遍歷該元件的整個vnode 樹，例如下面這個模板：

<template>
  <div id="container">
    <p class="text">static text</p>
    <p class="text">static text</p>
    <p class="text">{{ message }}</p>
    <p class="text">static text</p>
    <p class="text">static text</p>
  </div>
</template>

整個diff 過程如圖所示：

可以看到，因為這段程式碼中只有一個動態節點，所以這裡有很多diff 和遍歷其實都是不需要的，這就會導致vnode 的效能跟​​模版大小正相關，跟動態節點的數量無關，當一些元件的整個模版內只有少量動態節點時，這些遍歷都是效能的浪費。對於上述例子，理想狀態只需要 diff 這個綁定 message 動態節點的 p 標籤。

Vue.js 3.0 透過編譯階段對靜態模板的分析，編譯產生了 Block tree。

Block tree 是一個將模板基於動態節點指令切割的嵌套區塊，每個區塊內部的節點結構是固定的，而且每個區塊只需要以一個Array 來追蹤自身包含的動態節點。借助 Block tree，Vue.js 將 vnode 更新效能由與模版整體大小相關提升為與動態內容的數量相關，這是一個非常大的效能突破。

PatchFlag

由於diff 演算法無法避免新舊虛擬DOM 中無用的比較操作，Vue. js 3.0 引入了patchFlag，用來標記動態內容。在編譯過程中會根據不同的屬性類型打上不同的標識，從而實現了快速 diff 演算法。 PatchFlags 的所有枚舉類型如下所示：

export const enum PatchFlags {
  TEXT = 1, // 动态文本节点
  CLASS = 1 << 1, // 动态class
  STYLE = 1 << 2, // 动态style
  PROPS = 1 << 3, // 除了class、style动态属性
  FULL_PROPS = 1 << 4, // 有key，需要完整diff
  HYDRATE_EVENTS = 1 << 5, // 挂载过事件的
  STABLE_FRAGMENT = 1 << 6, // 稳定序列，子节点顺序不会发生变化
  KEYED_FRAGMENT = 1 << 7, // 子节点有key的fragment
  UNKEYED_FRAGMENT = 1 << 8, // 子节点没有key的fragment
  NEED_PATCH = 1 << 9, // 进行非props比较, ref比较
  DYNAMIC_SLOTS = 1 << 10, // 动态插槽
  DEV_ROOT_FRAGMENT = 1 << 11, 
  HOISTED = -1, // 表示静态节点，内容变化，不比较儿子
  BAIL = -2 // 表示diff算法应该结束
}

Block Tree

左邊的template 經過編譯後會產生右側的render 函數，裡面有_openBlock、_createElementBlock、_toDisplayString、_createElementVNode(createVnode) 等輔助函數。

let currentBlock = null
function _openBlock() {
  currentBlock = [] // 用一个数组来收集多个动态节点
}
function _createElementBlock(type, props, children, patchFlag) {
  return setupBlock(createVnode(type, props, children, patchFlag));
}

export function createVnode(type, props, children = null, patchFlag = 0) {
  const vnode = {
    type,
    props,
    children,
    el: null, // 虚拟节点上对应的真实节点，后续diff算法
    key: props?.["key"],
    __v_isVnode: true,
    shapeFlag,
    patchFlag 
  };
  ...

  if (currentBlock && vnode.patchFlag > 0) {
    currentBlock.push(vnode);
  }
  return vnode;
}

function setupBlock(vnode) {
  vnode.dynamicChildren = currentBlock;
  currentBlock = null;
  return vnode;
}

function _toDisplayString(val) {
  return isString(val)
    ? val
    : val == null
    ? ""
    : isObject(val)
    ? JSON.stringify(val)
    : String(val);
}

此時產生的vnode 如下:

#此時產生的虛擬節點多出一個dynamicChildren 屬性，裡面收集了動態節點span。

節點diff 最佳化策略:

我們之前分析過，在patch 階段更新節點元素的時候，會執行patchElement 函數，我們再來回顧它的實現：

const patchElement = (n1, n2) => { // 先复用节点、在比较属性、在比较儿子
  let el = n2.el = n1.el;
  let oldProps = n1.props || {}; // 对象
  let newProps = n2.props || {}; // 对象
  patchProps(oldProps, newProps, el);

  if (n2.dynamicChildren) { // 只比较动态元素
    patchBlockChildren(n1, n2);
  } else {
    patchChildren(n1, n2, el); // 全量 diff
  }
}

我們在前面組件更新的章節分析過這個流程，在分析子節點更新的部分，當時並沒有考慮到優化的場景，所以只分析了全量比對更新的場景。

而實際上，如果這個vnode 是一個Block vnode，那麼我們不用去通過patchChildren 全量比對，只需要通過patchBlockChildren 去比對並更新Block 中的動態子節點即可。 由此可以看出性能被大幅度提升,從 tree 級別的比對，變成了線性結構比對。

我們來看看它的實作：

const patchBlockChildren = (n1, n2) => {
  for (let i = 0; i < n2.dynamicChildren.length; i++) {
    patchElement(n1.dynamicChildren[i], n2.dynamicChildren[i])
  }
}

屬性diff 最佳化策略:

接下來我們來看看屬性比對的最佳化策略:

const patchElement = (n1, n2) => { // 先复用节点、在比较属性、在比较儿子
  let el = n2.el = n1.el;
  let oldProps = n1.props || {}; // 对象
  let newProps = n2.props || {}; // 对象
  let { patchFlag, dynamicChildren } = n2
  
  if (patchFlag > 0) {
    if (patchFlag & PatchFlags.FULL_PROPS) { // 对所 props 都进行比较更新
      patchProps(el, n2, oldProps, newProps, ...)
    } else {
      // 存在动态 class 属性时
      if (patchFlag & PatchFlags.CLASS) {
        if (oldProps.class !== newProps.class) {
          hostPatchProp(el, 'class', null, newProps.class, ...)
        }
      }
      // 存在动态 style 属性时
      if (patchFlag & PatchFlags.STYLE) {
        hostPatchProp(el, 'style', oldProps.style, newProps.style, ...)
      }
      
      // 针对除了 style、class 的 props
      if (patchFlag & PatchFlags.PROPS) {
        const propsToUpdate = n2.dynamicProps!
        for (let i = 0; i <p>總結: <code>vue3</code> 會充分利用<code>patchFlag</code> 和<code>dynamicChildren</code> 做最佳化。如果確定只是某個局部的變動，例如<code>style</code> 改變，那麼只會呼叫<code>hostPatchProp</code> 並傳入對應的參數<code>style</code># 做特定的更新(<strong>靶向更新</strong>)；如果有<code>dynamicChildren</code>，會執行<code>patchBlockChildren</code> 做對比更新，<strong>不會每次都對props 和子節點進行全量的對比更新</strong>。圖解如下：</p><p><img src="/static/imghwm/default1.png" data-src="https://img.php.cn/upload/image/773/463/495/1671443691817446.png?x-oss-process=image/resize,p_40" class="lazy" title="1671443691817446.png" alt="vue3編譯做了哪些最佳化"></p>#<h2 id="strong-静态提升-strong"><strong>静态提升</strong></h2><p>静态提升是将静态的节点或者属性提升出去，假设有以下模板:</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'><div>
  <span>hello</span> 
  <span a=1 b=2>{{name}}</span>
  <a><span>{{age}}</span></a>
</div>

编译生成的 render 函数如下:

export function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
  return (_openBlock(), _createElementBlock("div", null, [
    _createElementVNode("span", null, "hello"),
    _createElementVNode("span", {
      a: "1",
      b: "2"
    }, _toDisplayString(_ctx.name), 1 /* TEXT */),
    _createElementVNode("a", null, [
      _createElementVNode("span", null, _toDisplayString(_ctx.age), 1 /* TEXT */)
    ])
  ]))
}

我们把模板编译成 render 函数是这个酱紫的，那么问题就是每次调用 render 函数都要重新创建虚拟节点。

开启静态提升 hoistStatic 选项后

const _hoisted_1 = /*#__PURE__*/_createElementVNode("span", null, "hello", -1 /* HOISTED */)
const _hoisted_2 = {
  a: "1",
  b: "2"
}

export function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
  return (_openBlock(), _createElementBlock("div", null, [
    _hoisted_1,
    _createElementVNode("span", _hoisted_2, _toDisplayString(_ctx.name), 1 /* TEXT */),
    _createElementVNode("a", null, [
      _createElementVNode("span", null, _toDisplayString(_ctx.age), 1 /* TEXT */)
    ])
  ]))
}

预解析字符串化

静态提升的节点都是静态的，我们可以将提升出来的节点字符串化。 当连续静态节点超过 10 个时，会将静态节点序列化为字符串。

假如有如下模板:

<div>
  <span>static</span>
  <span>static</span>
  <span>static</span>
  <span>static</span>
  <span>static</span>
  <span>static</span>
  <span>static</span>
  <span>static</span>
  <span>static</span>
  <span>static</span>
</div>

开启静态提升 hoistStatic 选项后

const _hoisted_1 = /*#__PURE__*/_createStaticVNode("<span>static</span><span>static</span><span>static</span><span>static</span><span>static</span><span>static</span><span>static</span><span>static</span><span>static</span><span>static</span>", 10)
const _hoisted_11 = [  _hoisted_1]

export function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
  return (_openBlock(), _createElementBlock("div", null, _hoisted_11))
}

函数缓存

假如有如下模板:

<div @click="event => v = event.target.value"></div>

编译后：

const _hoisted_1 = ["onClick"]

export function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
  return (_openBlock(), _createElementBlock("div", {
    onClick: event => _ctx.v = event.target.value
  }, null, 8 /* PROPS */, _hoisted_1))
}

每次调用 render 的时候要创建新函数，开启函数缓存 cacheHandlers 选项后，函数会被缓存起来，后续可以直接使用

export function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
  return (_openBlock(), _createElementBlock("div", {
    onClick: _cache[0] || (_cache[0] = event => _ctx.v = event.target.value)
  }))
}

总结

以上几点即为 Vuejs 在编译阶段做的优化，基于上面几点，Vuejs 在 patch 过程中极大地提高了性能。

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