vue3编译优化有：1、引入了 patchFlag，用来标记动态内容；在编译过程中会根据不同的属性类型打上不同的标识，从而实现了快速diff算法。2、Block Tree。3、静态提升，是将静态的节点或者属性提升出去。当静态节点连续超过10个时，预处理将进行字符串化并合并为连续的静态节点序列。启用cacheHandlers选项后，函数会被缓存，以便于之后直接调用。
本文主要来分析 Vue3.0 编译阶段做的优化，在 patch 阶段是如何利用这些优化策略来减少比对次数。
由于组件更新时依然需要遍历该组件的整个 vnode 树，比如下面这个模板：
static text
static text
{{ message }}
static text
static text
整个 diff 过程如图所示：
可以看到，因为这段代码中只有一个动态节点，所以这里有很多 diff 和遍历其实都是不需要的，这就会导致 vnode 的性能跟模版大小正相关，跟动态节点的数量无关，当一些组件的整个模版内只有少量动态节点时，这些遍历都是性能的浪费。对于上述例子，理想状态只需要 diff 这个绑定 message 动态节点的 p 标签即可。
Vue.js 3.0 通过编译阶段对静态模板的分析，编译生成了 Block tree。
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Block tree 是一个将模板基于动态节点指令切割的嵌套区块，每个区块内部的节点结构是固定的，而且每个区块只需要以一个 Array 来追踪自身包含的动态节点。借助 Block tree，Vue.js 将 vnode 更新性能由与模版整体大小相关提升为与动态内容的数量相关，这是一个非常大的性能突破。
PatchFlag
由于 diff 算法无法避免新旧虚拟 DOM 中无用的比较操作，Vue.js 3.0 引入了 patchFlag，用来标记动态内容。在编译过程中会根据不同的属性类型打上不同的标识，从而实现了快速 diff 算法。PatchFlags 的所有枚举类型如下所示：
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
左侧的 template 经过编译后会生成右侧的 render 函数，里面有 _openBlock、_createElementBlock、_toDisplayString、_createElementVNode(createVnode) 等辅助函数。
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);
}此时生成的 vnode 如下:
此时生成的虚拟节点多出一个 dynamicChildren 属性，里面收集了动态节点 span。
节点 diff 优化策略:
我们之前分析过，在 patch 阶段更新节点元素的时候，会执行 patchElement 函数，我们再来回顾一下它的实现：
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
}
}我们在前面组件更新的章节分析过这个流程，在分析子节点更新的部分，当时并没有考虑到优化的场景，所以只分析了全量比对更新的场景。
而实际上，如果这个 vnode 是一个 Block vnode，那么我们不用去通过 patchChildren 全量比对，只需要通过 patchBlockChildren 去比对并更新 Block 中的动态子节点即可。
由此可以看出性能被大幅度提升,从 tree 级别的比对，变成了线性结构比对。
我们来看一下它的实现：
const patchBlockChildren = (n1, n2) => {
for (let i = 0; i < n2.dynamicChildren.length; i++) {
patchElement(n1.dynamicChildren[i], n2.dynamicChildren[i])
}
}属性 diff 优化策略:
接下来我们看一下属性比对的优化策略:
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 < propsToUpdate.length; i++) {
const key = propsToUpdate[i]
const prev = oldProps[key]
const next = newProps[key]
if (next !== prev) {
hostPatchProp(el, key, prev, next, ...)
}
}
}
if (patchFlag & PatchFlags.TEXT) { // 存在动态文本
if (n1.children !== n2.children) {
hostSetElementText(el, n2.children as string)
}
}
} else if (dynamicChildren == null) {
patchProps(el, n2, oldProps, newProps, ...)
}
}
}
function hostPatchProp(el, key, prevValue, nextValue) {
if (key === 'class') { // 更新 class
patchClass(el, nextValue)
} else if (key === 'style') { // 更新 style
patchStyle(el, prevValue, nextValue)
} else if (/^on[^a-z]/.test(key)) { // events addEventListener
patchEvent(el, key, nextValue);
} else { // 普通属性 el.setAttribute
patchAttr(el, key, nextValue);
}
}
function patchClass(el, nextValue) {
if (nextValue == null) {
el.removeAttribute('class'); // 如果不需要class直接移除
} else {
el.className = nextValue
}
}
function patchStyle(el, prevValue, nextValue = {}){
...
}
function patchAttr(el, key, nextValue){
...
}总结: vue3 会充分利用 patchFlag 和 dynamicChildren 做优化。如果确定只是某个局部的变动，比如 style 改变，那么只会调用 hostPatchProp 并传入对应的参数 style 做特定的更新(靶向更新)；如果有 dynamicChildren，会执行 patchBlockChildren 做对比更新，不会每次都对 props 和子节点进行全量的对比更新。图解如下：
静态提升
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:
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:
static static static static static static static static static static
开启静态提升 hoistStatic 选项后
const _hoisted_1 = /*#__PURE__*/_createStaticVNode("staticstaticstaticstaticstaticstaticstaticstaticstaticstatic", 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:
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)
}))
} 
