vue3性能提升主要通过哪几方面？

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文章目录

编译优化
源码体积
响应式系统

编译优化

编译优化指的是编译器将模版编译成渲染函数的过程中，尽可能多的提取关键信息，并以此指导生成最优代码的过程。

编译优化的策略与具体实现是由框架的设计思路决定的，不同的框架具有不同的设计思路，因此编译优化的策略也不尽相同。

但优化的方向是基本一致的，就是尽可能的区分静态内容 和动态内容，并根据不同的内容采用不同的优化策略。

diff算法优化

传统的Diff算法，在对比两颗虚拟DOM树的时候，总是要按照虚拟DOM的层级"一层一层"地遍历。

举个栗子：

html 复制代码

<div id="foo">
  <p class="bar">{{text}}</p>
</div>

传统Diff在响应式数据text发生变化时，会生成一棵新的虚拟DOM树，传统的Diff算法对比新旧两颗虚拟DOM树的过程如下：

对比div节点，以及该节点的属性和子节点
对比p节点，以及该节点的属性和子节点
对比p节点的文本子节点，如果文本子节点的内容变了，则更新之，否则什么都不做

在上面这段模版中，变得只有p标签的文本子节点的内容，也就是说，其实当响应式数据变化的时候，最高效的更新方式就是直接设置p标签的文本内容，但传统的Diff算法显然做不到这么高效，存在很多无意义的对比操作，如果能跳过这些无意义的操作，性能会有很大的提升。这也就是vue3的编译优化的思路。

vue3的编译器可以分析出很多关键信息，例如哪些节点的静态的，哪些节点是动态的，编译器会将编译时得到的关键信息"附着"在它生成的虚拟DOM上，这些信息回通过虚拟DOM传递给渲染器。最终渲染器会根据这些关键信息执行"快捷路径"，从而提升运行时的性能。

所以vue3在diff算法中增加了静态标记pathFlag，这个标记表明这个节点是动态的会发生改变，下次发生改变的时候直接找该地方进行比较。

举个例子：

html 复制代码

<div>
 <div>foo</div>
 <p>{{ bar }}</p>
</div>

传统的虚拟DOM描述上述模版：

javascript 复制代码

const vnode = {
    tag: 'div',
    children: [
        { tag: 'div', children: 'foo' },
        { tag: 'p', children: ctx.bar },
    ],
};

上述模版中只有{{ bar }}是动态的内容，但是虚拟DOM中没有任何标志能体现出节点的动态性。

但是经过编译优化后，编译器会将它提取到的关键信息"附着"在虚拟DOM节点上：

javascript 复制代码

const vnode = {
    tag: 'div',
    children: [
        { tag: 'div', children: 'foo' },
        { tag: 'p', children: ctx.bar, patchFlag: 1 }, // 这是动态节点,
    ],
};

可以看到用于描述p标签的虚拟DOM拥有一个额外的属性，patchFlag，它的值是一个数字。只要虚拟DOM存在该属性，我们就认为他是一个动态节点。这里的patchFlag就是所谓的补丁标志。

可以将补丁标志理解为一系列数字标记，并根据数字值的不同赋予它不同的含义，例如：

javascript 复制代码

const PatchFlags {
  TEXT = 1,// 动态的文本节点
  CLASS = 1 << 1,  // 2 动态的 class
  STYLE = 1 << 2,  // 4 动态的 style
  PROPS = 1 << 3,  // 8 动态属性，不包括类名和样式
  FULL_PROPS = 1 << 4,  // 16 动态 key，当 key 变化时需要完整的 diff 算法做比较
  HYDRATE_EVENTS = 1 << 5,  // 32 表示带有事件监听器的节点
  STABLE_FRAGMENT = 1 << 6,   // 64 一个不会改变子节点顺序的 Fragment
  KEYED_FRAGMENT = 1 << 7, // 128 带有 key 属性的 Fragment
  UNKEYED_FRAGMENT = 1 << 8, // 256 子节点没有 key 的 Fragment
  NEED_PATCH = 1 << 9,   // 512
  DYNAMIC_SLOTS = 1 << 10,  // 动态 solt
  HOISTED = -1,  // 特殊标志是负整数表示永远不会用作 diff
  BAIL = -2 // 一个特殊的标志，指代差异算法
}

有了PatchFlag这个信息，就可以在虚拟DOM的创建阶段将它的动态子节点提取出来，并存到该虚拟节点的dynamicChildren数组中：

javascript 复制代码

const vnode = {
    tag: 'div',
    children: [
        { tag: 'div', children: 'foo' },
        { tag: 'p', children: ctx.bar, patchFlag: patchFlags.TEXT }, // 这是动态节点,
    ],
  
  // 数组
    dynamicChildren:[
  // p节点具有patchFlag属性，所以是动态节点
   { tag: 'p', children: ctx.bar, patchFlag: patchFlags.TEXT }
]
};

上面的虚拟DOM对象与普通的虚拟DOM对象相比，多了一个额外的dynamicChildren属性。vue3中将拥有这个属性的虚拟DOM对象称为"块"，即Block。

所以一个Block的本质也是一个虚拟DOM对象，只不过比普通的虚拟DOM对象多出了一个用于存储动态子节点的dynamicChildren属性。

现在有个问题：就是如果不是Block的直接子节点 ，还能够收集吗？答案是yes！

举例说明：

html 复制代码

<div>
  <div>
    <p>{{ bar}}</p>
  </div>
</div>

最外层div标签对应的Block能够将p标签收集到它的dynamicChildren数组中：

javascript 复制代码

const vnode = {
    tag: 'div',
    children: [
        {
            tag: 'div',
            children: [{ tag: 'p', children: ctx.bar, patchFlag: patchFlags.TEXT }],
        },
    ],

    dynamicChildren: [
        // p节点具有patchFlag属性，所以是动态节点
        { tag: 'p', children: ctx.bar, patchFlag: patchFlags.TEXT },
    ],
};

有了Block这个概念之后，渲染器的更新操作将会以Block为维度。也就是说，当渲染器在更新一个Block的时候，会忽略虚拟DOM对象的children数组，而是直接找到虚拟DOM对象的dynamicChildren数组，并只更新该数组中的动态节点。

这样在更新的时候就实现了跳过静态内容，只更新动态内容。同时，由于动态节点中存在对应的补丁标志，所以在更新动态节点的时候，也能够做到靶向更新。例如，当一个动态节点的pathFlag值得数字为1时，我们知道他只存在动态的文本节点，所以只需要更新它的文本内容即可。

提取动态节点

未完待续·······

静态提升

静态提升能够减少更新时西黄建虚拟DOM带来的性能开销和内存占用。

举个例子：

html 复制代码

<div>
    <p>static text</p>
    <p>{{title}}</p>
</div>

在没有静态提升的情况下，它对应的渲染函数是：

javascript 复制代码

function render() {
  return (openBlock(),createBlock('div',null,[
    createVNode('p', null, 'static text'),
    createVNode('p', null, ctx.title, 1 /* TEXT */)
  ]))
}

可以看到，在这段虚拟 DOM 的描述中存在两个 p 标签，一个是纯静态的，而另一个拥有动态文本。

当响应式数据 title 的值发生变化时，整个渲染函数会重新执行，并产生新的虚拟 DOM 树。

这个过程有一个明显的问题，即纯静态的虚拟节点在更新时也会被重新创建一次。很显然，这是没有必要 的，所以我们需要想办法避免由此带来的性能开销。

而解决方案就是所谓的**"静态提升"**，即把纯静态的节点提升到渲染函数之外，如下面的代码所示：

javascript 复制代码

// 把静态节点提升到渲染函数之外
 const hoist1 = createVNode('p', null, 'text')

function render() {
 return (openBlock(), createBlock('div', null, [
   hoist1, // 静态节点引用
   createVNode('p', null, ctx.title, 1 /* TEXT */)
   ]))
}

可以看到，当把纯静态的节点提升到渲染函数之外后，在渲染函数内只会持有对静态节点的引用。当响应式数据变化，并使得渲染函数重新执行时，并不会重新创建静态的虚拟节点，从而避免了额外的性能开销。

有一个问题需要注意：

静态提升是以树为单位的，举例说明：

html 复制代码

<div>
  <section>
   <p>
     <span>abc</span>
   </p>
 </section >
</div>

在上面这段模板中，除了根节点的** div 标签会作为 Block 角色而不可被提升**之外，整个元素及其子代节点都会被提升。

如果我们把上面模板中的静态字符串 abc 换成动态绑定的 {{ abc }}，那么整棵树都不会被提升。

虽然包含动态绑定的节点本身不会被提升，但是该动态节点上任然可能存在纯静态的属性，例如：

html 复制代码

<div>
  <p foo="bar a=b">{{ text }}</p>
</div>

在上面这段模板中，p 标签存在动态绑定的文本内容，因此整个节点都不会被静态提升。但该节点的所有 props 都是静态的，因此在最终生成渲染函数时，我们可以将纯静态的 props 提升到渲染函数之外，如下面的代码所示：

javascript 复制代码

// 静态提升的 props 对象
const hoistProp = { foo: 'bar', a: 'b' }

function render(ctx) {
  return (openBlock(), createBlock('div', null, [
    createVNode('p', hoistProp, ctx.text)
 ]))
}

这样可以减少创建虚拟DOM产生的开销以及内存占用。

预字符串化

基于静态提升，我们还可以进一步曹勇预字符串化的优化手段。预字符串是基于静态提升的一种优化策略。静态提升的虚拟节点或虚拟节点树本身是静态的，那么就能将其预字符串化：

html 复制代码

<div>
    <p></p>
    <p></p>
    // ... 20 个 p 标签
    <p></p>
</div>

假设上面的模板中包含大量连续纯静态的标签节点，当采用了静态提升优化策略时，其编译后的代码如下：

javascript 复制代码

cosnt hoist1 = createVNode('p', null, null, PatchFlags.HOISTED)
 cosnt hoist2 = createVNode('p', null, null, PatchFlags.HOISTED)
 // ... 20 个 hoistx 变量
 cosnt hoist20 = createVNode('p', null, null, PatchFlags.HOISTED)

 render() {
   return (openBlock(), createBlock('div', null, [
   hoist1, hoist2, /* ...20 个变量 */, hoist20
 ]))
}

预字符串化能够将这些静态节点序列化为字符串，并生成一个 Static 类型的 VNode：

javascript 复制代码

const hoistStatic = createStaticVNode('<p></p><p></p><p></p>...20 个...<p></p>')

 render() {
   return (openBlock(), createBlock('div', null, [
   hoistStatic
 ]))
}

这样有很多的好处：

大块的静态内容可以通过 innerHTML 进行设置，在性能上具有一定优势。
减少创建虚拟节点产生的性能开销。
减少内存占用。

缓存内联事件处理函数

提到优化，就不得不提对内联事件处理函数的缓存。缓存内联事件处理函数可以避免不必要的更新。假设模板内容如下：

html 复制代码

<Comp @change="a + b" />

上面这段模板展示的是一个绑定了 change 事件的组件，并且为 change 事件绑定的事件处理程序是一个内联语句。对于这样的模板，编译器会为其创建一个内联事件处理函数，如下面的代码所示：

javascript 复制代码

 function render(ctx) {
 return h(Comp, {
 // 内联事件处理函数
 onChange: () => (ctx.a + ctx.b)
 })
 }

很显然，每次重新渲染时（即 render 函数重新执行时），都会为 Comp 组件创建一个全新的 props 对象。同时，props 对象中 onChange 属性的值也会是全新的函数。这会导致渲染器对 Comp 组件进行更新，造成额外的性能开销。

为了避免这类无用的更新，我们需要对内联事件处理函数进行缓存，如下面的代码所示：

javascript 复制代码

function render(ctx, cache) { 
   return h(Comp, { 
     // 将内联事件处理函数缓存到 cache 数组中 
      onChange: cache[0] || (cache[0] = ($event) => (ctx.a + ctx.b)) 
      }) 
  }

渲染函数的第二个参数是一个数组 cache，该数组来自组件实例，我们可以把内联事件处理函数添加到 cache 数组中。这样，当渲染函数重新执行并创建新的虚拟 DOM 树时，会优先读取缓存中的事件处理函数。这样，无论执行多少次渲染函数，props 对象中 onChange 属性的值始终不变，于是就不会触发 Comp 组件更新了。

SSR优化

未完待续·······

源码体积

相比Vue2，Vue3整体体积变小了，除了移出一些不常用的API，再重要的是Tree shanking

任何一个函数，如ref、reavtived、computed等，仅仅在用到的时候才打包，没用到的模块都被摇掉，打包的整体体积变小

javascript 复制代码

import { computed, defineComponent, ref } from 'vue';
export default defineComponent({
    setup(props, context) {
        const age = ref(18)

        let state = reactive({
            name: 'test'
        })

        const readOnlyAge = computed(() => age.value++) // 19

        return {
            age,
            state,
            readOnlyAge
        }
    }
});

响应式系统

vue2中采用 defineProperty来劫持整个对象，然后进行深度遍历所有属性，给每个属性添加getter和setter，实现响应式

vue3采用proxy重写了响应式系统，因为proxy可以对整个对象进行监听，所以不需要深度遍历

可以监听动态属性的添加
可以监听到数组的索引和数组length属性
可以监听删除属性