极客硬解-机器码修改重写

极客硬解
机器码修改重写

详解Vue3中对VDOM的改进

更新时间:2020-04-24 12:47点击:


前言

vue-next 对virtual dom的patch更新做了一系列的优化,从编译时加入了 block 以减少 vdom 之间的对比次数,另外还有 hoisted 的操作减少了内存的开销。本文写给自己看,做个知识点记录,如有错误,还请不吝赐教。

VDOM

VDOM的概念简单来说就是用js对象来模拟真实DOM树。由于MV**的架构,真实DOM树应该随着数据(Vue2.x中的data)的改变而发生改变,这些改变可能是以下几个方面:

  • v-if
  • v-for
  • 动态的props(如:class,@click)
  • 子节点的改变
  • 等等

Vue框架要做的其实很单一:在用户改变数据时,正确更新DOM树,做法就是其核心的VDOM的patch和diff算法。

Vue2.x中的做法

在Vue2.x中,当数据改变后就要对所有的节点进行patch和diff操作。如以下DOM结构:

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<div>
 <span class="header">I'm header</span>
 <ul>
  <li>第一个静态li</li>
  <li v-for="item in mutableItems" :key="item.key"> {{ item.desc }}</li>
 </ul>
</div>

在第一次mount节点的时候会去生成真实的DOM,此后如果

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mutableItems.push({
 key: 'asdf',
 desc: 'a new li item'
})

预期的结果是页面出现新的一个li元素,内容就是 a new li item,Vue2.x中是通过patch时对 ul 元素对应的 vnode 的 children 来进行 diff 操作,具体操作在此不深究,但是该操作是需要比较所有的 li 对应的 vnode 的。

不足

正是由于2.x版本中的diff操作需要遍历所有元素,本例中包括了 span 和 第一个li元素,但是这两个元素是静态的,不需要被比较的,不论数据怎么变,静态元素都不会再更改了。vue-next在编译时对这种操作做了优化,即 Block。

Block

入上述模板,在vue-next中生成的渲染函数为:

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const _Vue = Vue
const { createVNode: _createVNode } = _Vue
 
const _hoisted_1 = _createVNode("span", { class: "header" }, "I'm header", -1 /* HOISTED */)
const _hoisted_2 = _createVNode("li", null, "第一个静态li", -1 /* HOISTED */)
 
return function render(_ctx, _cache) {
 with (_ctx) {
  const { createVNode: _createVNode, renderList: _renderList, Fragment: _Fragment, openBlock: _openBlock, createBlock: _createBlock, toDisplayString: _toDisplayString } = _Vue
 
  return (_openBlock(), _createBlock(_Fragment, null, [
   _hoisted_1,
   _createVNode("ul", null, [
    _hoisted_2,
    (_openBlock(true), _createBlock(_Fragment, null, _renderList(state.mutableItems, (item) => {
     return (_openBlock(), _createBlock("li", { key: item.key }, _toDisplayString(item.desc), 1 /* TEXT */))
    }), 128 /* KEYED_FRAGMENT */))
   ])
  ], 64 /* STABLE_FRAGMENT */))
 }
}

我们可以看到调用了 openBlock 和 createBlock 方法,这两个方法的代码实现也很简单:

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const blockStack: (VNode[] | null)[] = []
let currentBlock: VNode[] | null = null
let shouldTrack = 1
// openBlock
export function openBlock(disableTracking = false) {
 blockStack.push((currentBlock = disableTracking ? null : []))
}
export function createBlock(
 type: VNodeTypes | ClassComponent,
 props?: { [key: string]: any } | null,
 children?: any,
 patchFlag?: number,
 dynamicProps?: string[]
): VNode {
 // avoid a block with patchFlag tracking itself
 shouldTrack--
 const vnode = createVNode(type, props, children, patchFlag, dynamicProps)
 shouldTrack++
 // save current block children on the block vnode
 vnode.dynamicChildren = currentBlock || EMPTY_ARR
 // close block
 blockStack.pop()
 currentBlock = blockStack[blockStack.length - 1] || null
 // a block is always going to be patched, so track it as a child of its
 // parent block
 if (currentBlock) {
  currentBlock.push(vnode)
 }
 return vnode
}

更加详细的注释还请看源代码中的注释,写的十分详尽,便于理解。这里面 openBlock 就是初始化一个块,createBlock 就是对当前编译的内容生成一个块,这里面的这一行代码:vnode.dynamicChildren = currentBlock || EMPTY_ARR 就是在收集动态的子节点,我们可以再看一下编译时运行的函数:

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// createVNode
function _createVNode(
 type: VNodeTypes | ClassComponent,
 props: (Data & VNodeProps) | null = null,
 children: unknown = null,
 patchFlag: number = 0,
 dynamicProps: string[] | null = null
) {
 /**
  * 一系列代码
 **/
 
 // presence of a patch flag indicates this node needs patching on updates.
 // component nodes also should always be patched, because even if the
 // component doesn't need to update, it needs to persist the instance on to
 // the next vnode so that it can be properly unmounted later.
 if (
  shouldTrack > 0 &&
  currentBlock &&
  // the EVENTS flag is only for hydration and if it is the only flag, the
  // vnode should not be considered dynamic due to handler caching.
  patchFlag !== PatchFlags.HYDRATE_EVENTS &&
  (patchFlag > 0 ||
   shapeFlag & ShapeFlags.SUSPENSE ||
   shapeFlag & ShapeFlags.STATEFUL_COMPONENT ||
   shapeFlag & ShapeFlags.FUNCTIONAL_COMPONENT)
 ) {
  currentBlock.push(vnode)
 }
}

上述函数是在模板编译成ast之后调用的生成VNode的函数,所以有patchFlag这个标志,如果是动态的节点,并且此时是开启了Block的话,就会将节点塞入Block中,这样 createBlock返回的 VNode 中就会有 dynamicChildren 了。

到此为止,通过本文中案例经过模板编译和render函数运行后并经过了优化以后生成了如下结构的vnode:

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const result = {
 type: Symbol(Fragment),
 patchFlag: 64,
 children: [
  { type: 'span', patchFlag: -1, ...},
  {
   type: 'ul',
   patchFlag: 0,
   children: [
    { type: 'li', patchFlag: -1, ...},
    {
     type: Symbol(Fragment),
     children: [
      { type: 'li', patchFlag: 1 ...},
      { type: 'li', patchFlag: 1 ...}
     ]
    }
   ]
  }
 ],
 dynamicChildren: [
  {
   type: Symbol(Fragment),
   patchFlag: 128,
   children: [
    { type: 'li', patchFlag: 1 ...},
    { type: 'li', patchFlag: 1 ...}
   ]
  }
 ]
}

以上的 result 不完整,但是我们暂时只关心这些属性。可以看见 result.children 的第一个元素是span,patchFlag=-1,且 result 有一个 dynamicChildren 数组,里面只包含了两个动态的 li,后续如果变动了数据,那么新的 vnode.dynamicChildren 会有第三个 li 元素。

patch

patch部分其实也没差多少,就是根据vnode的type执行不同的patch操作:

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function patchElement(n1, n2) {
 let { dynamicChildren } = n2
 // 一系列操作
 
 if (dynamicChildren) {
  patchBlockChildren (
   n1.dynamicChildren!,
   dynamicChildren,
   el,
   parentComponent,
   parentSuspense,
   areChildrenSVG
  )
 } else if (!optimized) {
  // full diff
  patchChildren(
   n1,
   n2,
   el,
   null,
   parentComponent,
   parentSuspense,
   areChildrenSVG
  )
 }
}

可以看见,如果有了 dynamicChildren 那么vue2.x版本中的diff操作就被替换成了 patchBlockChildren() 且参数只有 dynamicChildren,就是静态的不做diff操作了,而如果vue-next的patch中没有 dynamicChildren,则进行完整的diff操作,入注释写的 full diff 的后续代码。

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