vue3和vue2 的diff算法的区别（不同优化点拆分讲解）

姓陈住气
542 阅读10分钟

vue3和vue2 都有静态节点优化，区别在哪？

Vue 3 和 Vue 2 都采用了静态节点优化来提高渲染性能，但 Vue 3 在这一方面进行了多项改进和优化，使其更加高效和灵活。以下是 Vue 3 和 Vue 2 在静态节点优化方面的主要区别：

1. 编译时优化

Vue 2
  • 静态节点提升：Vue 2 在编译阶段识别出静态节点，并将它们标记为静态节点。这些静态节点在运行时会被缓存，避免在每次渲染时重新创建。
  • 静态内容提取：Vue 2 会提取静态内容，减少每次渲染时的字符串拼接操作。
Vue 3
  • 静态树提升：Vue 3 在编译阶段不仅识别出静态节点，还将整个静态子树提升到组件的外部。这意味着静态子树在组件初始化时只创建一次，后续渲染时直接复用。
  • 静态属性提升：Vue 3 会将静态属性（如类名、样式等）提升到组件的外部，避免在每次渲染时重新创建这些属性。
  • 静态内容提取：Vue 3 会提取静态内容，减少每次渲染时的字符串拼接操作，进一步优化性能。

2. 运行时优化

Vue 2
  • 静态节点缓存：Vue 2 在运行时会缓存静态节点，避免在每次渲染时重新创建这些节点。
  • 动态节点标记：Vue 2 会标记出动态节点，但在运行时仍然需要进行一些额外的检查和处理。
Vue 3
  • 静态子树缓存：Vue 3 在运行时会缓存整个静态子树，避免在每次渲染时重新创建这些子树。
  • 动态节点标记：Vue 3 会更精确地标记出动态节点，运行时可以直接跳过静态节点，只对动态节点进行 Diff 操作。
  • 更高效的虚拟 DOM 更新：Vue 3 通过更高效的虚拟 DOM 更新策略，减少了不必要的 DOM 操作，进一步提高了性能。

3. 编译器优化

Vue 2
  • 编译器优化：Vue 2 的编译器在识别静态节点时已经做了很多优化，但仍然有一些限制，特别是在处理复杂模板时。
Vue 3
  • 更强大的编译器：Vue 3 的编译器进行了重大改进，能够更准确地识别和优化静态节点。编译器会生成更高效的运行时代码，减少运行时的开销。
  • 静态提升：Vue 3 的编译器会将静态内容提升到更高的层级，减少每次渲染时的计算量。
  • 代码生成优化：Vue 3 的编译器会生成更优化的代码，减少运行时的开销，提高性能。

4. 示例

以下是一个示例，展示了 Vue 2 和 Vue 3 在静态节点优化方面的区别：

Vue 2
<template>
  <div>
    <div class="static">Static Content</div>
    <div>{{ dynamicContent }}</div>
  </div>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      dynamicContent: 'Dynamic Content'
    };
  }
};
</script>

在 Vue 2 中，<div class="static">Static Content</div> 会被标记为静态节点，并在运行时缓存。但整个静态节点的创建和缓存仍然需要一些开销。

Vue 3
<template>
  <div>
    <div class="static">Static Content</div>
    <div>{{ dynamicContent }}</div>
  </div>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      dynamicContent: 'Dynamic Content'
    };
  }
};
</script>

在 Vue 3 中，<div class="static">Static Content</div> 不仅会被标记为静态节点，还会被提升到组件的外部，只在组件初始化时创建一次。后续渲染时，Vue 3 会直接复用这个静态子树，避免了重复创建的开销。

5. 总结

Vue 3 在静态节点优化方面进行了多项改进，使其更加高效和灵活。主要区别包括：

  • 静态树提升：Vue 3 将整个静态子树提升到组件的外部，减少每次渲染时的创建开销。
  • 静态属性提升：Vue 3 会将静态属性提升到组件的外部，避免在每次渲染时重新创建这些属性。
  • 更强大的编译器：Vue 3 的编译器能够更准确地识别和优化静态节点，生成更高效的运行时代码。
  • 更高效的虚拟 DOM 更新：Vue 3 通过更高效的虚拟 DOM 更新策略，减少了不必要的 DOM 操作，进一步提高了性能。

vue3的diff算法的静态树提升

Vue 3 的静态树提升（Static Tree Hoisting）是其性能优化的一个重要特性。通过静态树提升，Vue 3 在编译阶段识别出静态子树，并将这些子树提升到组件的外部，从而减少每次渲染时的创建开销。这不仅提高了渲染性能，还减少了内存使用。

1. 静态树提升的原理

编译阶段

在编译阶段，Vue 3 的编译器会遍历模板中的所有节点，并识别出那些不会改变的静态子树。静态子树的特征包括：

  • 静态文本节点：内容不会改变的文本节点。
  • 静态属性：属性值不会改变的元素节点。
  • 静态子树：包含多个静态节点的子树。

编译器会将这些静态子树标记为静态子树，并生成相应的静态子树标识。

生成静态子树标识

编译器会在生成的渲染函数中添加静态子树标识。例如，编译器会生成类似以下的代码：

function render() {
  return _openBlock(), _createElementBlock('div', null, [
    _hoisted_1,
    _toDisplayString(this.dynamicContent)
  ]);
}

在这个例子中，_hoisted_1 是一个静态子树，编译器会生成相应的标识。

2. 运行时

静态子树缓存

在运行时，Vue 3 会缓存这些静态子树，以避免在每次渲染时重新创建它们。具体来说，Vue 3 会使用一个缓存对象来存储静态子树。

缓存机制
  1. 初始化缓存：在组件初始化时，Vue 3 会创建一个缓存对象来存储静态子树。
  2. 标记静态子树：在渲染函数中，Vue 3 会检查每个节点的静态标识。如果一个节点被标记为静态子树，Vue 3 会将其缓存起来。
  3. 复用静态子树：在后续的渲染过程中，Vue 3 会直接从缓存中复用这些静态子树，而不是重新创建它们。

3. 示例代码

以下是一个简单的示例，展示了 Vue 3 如何在编译阶段识别静态子树并在运行时缓存它们。

模板
<template>
  <div>
    <div class="static">
      <p>Static Content</p>
      <p>More Static Content</p>
    </div>
    <div>{{ dynamicContent }}</div>
  </div>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      dynamicContent: 'Dynamic Content'
    };
  }
};
</script>
编译后的渲染函数

编译器生成的渲染函数可能类似于以下代码：

import { openBlock, createElementBlock, toDisplayString } from 'vue';

const _hoisted_1 = /*#__PURE__*/createElementVNode("div", { class: "static" }, [
  /*#__PURE__*/createElementVNode("p", null, "Static Content"),
  /*#__PURE__*/createElementVNode("p", null, "More Static Content")
], -1 /* HOISTED */);

export function render(_ctx, _cache) {
  return openBlock(), createElementBlock('div', null, [
    _hoisted_1,
    toDisplayString(_ctx.dynamicContent)
  ]);
}

在编译阶段，编译器会识别出 <div class="static"> 及其子节点是一个静态子树，并生成相应的静态子树标识 _hoisted_1。

运行时缓存

在运行时，Vue 3 会执行以下步骤：

  1. 初始化缓存：创建一个缓存对象 _cache。
  2. 标记静态子树：在渲染函数中，检查每个节点的静态标识。如果一个节点被标记为静态子树，将其缓存起来。
  3. 复用静态子树：在后续的渲染过程中，直接从缓存中复用这些静态子树。
const _hoisted_1 = /*#__PURE__*/createElementVNode("div", { class: "static" }, [
  /*#__PURE__*/createElementVNode("p", null, "Static Content"),
  /*#__PURE__*/createElementVNode("p", null, "More Static Content")
], -1 /* HOISTED */);

export function render(_ctx, _cache) {
  return openBlock(), createElementBlock('div', null, [
    _hoisted_1,
    toDisplayString(_ctx.dynamicContent)
  ]);
}

4. 总结

Vue 3 的静态树提升通过以下步骤提高了渲染性能：

  • 编译阶段：识别出静态子树并生成相应的静态子树标识。
  • 运行时：缓存这些静态子树，避免在每次渲染时重新创建它们。
  • 复用静态子树：在后续的渲染过程中，直接从缓存中复用这些静态子树。

vue3的diff算的支持碎片化

Vue 3 的 Diff 算法在支持碎片化（Fragments）方面进行了优化，使得组件可以返回多个根节点，而不仅仅是单个根节点。这一特性不仅提高了代码的可读性和灵活性，还优化了虚拟 DOM 的更新性能。下面详细解释 Vue 3 的 Diff 算法如何支持碎片化。

1. 碎片化的基本概念

在 Vue 3 中，组件可以返回多个根节点，这些根节点被称为“碎片”（Fragments）。这意味着你可以在一个组件中直接返回多个顶级元素，而不需要将它们包裹在一个额外的父元素中。

2. 编译后的渲染函数

Vue 3 的编译器会生成相应的渲染函数来处理这些碎片。编译后的渲染函数会使用 Fragment 虚拟节点来表示多个根节点。

示例模板
<template>
  <div>First element</div>
  <div>Second element</div>
  <p>Third element</p>
</template>

<script>
export default {
  name: 'MyComponent'
};
</script>
编译后的渲染函数
import { openBlock, createElementBlock, createElementVNode, Fragment } from 'vue';

export function render(_ctx, _cache) {
  return openBlock(), createElementBlock(Fragment, null, [
    createElementVNode('div', null, 'First element'),
    createElementVNode('div', null, 'Second element'),
    createElementVNode('p', null, 'Third element')
  ], 64 /* STABLE_FRAGMENT */);
}

在这个渲染函数中，Fragment 是一个特殊的虚拟节点，用于表示多个根节点。STABLE_FRAGMENT 标志表示这些碎片是稳定的，不会在每次渲染时发生变化。

3. Diff 算法的优化

Vue 3 的 Diff 算法在处理碎片化时进行了以下优化：

1. 多根节点处理
  • 同层比较：Vue 3 的 Diff 算法仍然主要采用同层比较的策略，但可以处理多个根节点。这意味着在比较虚拟 DOM 时，Vue 3 会将多个根节点视为一个整体，进行同层比较。
  • 键值优化：通过 key 属性来优化列表的更新，确保节点的唯一性和稳定性。即使在多个根节点的情况下，key 属性也可以帮助 Vue 3 更高效地识别和更新节点。
2. 虚拟 DOM 更新
  • 最小化 DOM 操作：Vue 3 通过虚拟 DOM 的比较，最小化实际的 DOM 操作，提高性能。即使在多个根节点的情况下，Vue 3 也会尽量减少不必要的 DOM 操作。
  • 静态节点优化：Vue 3 会识别出静态节点，并将它们缓存起来，避免在每次渲染时重新创建。这在处理多个根节点时同样有效。
3. 性能优化
  • 减少不必要的包装元素：在 Vue 2 中，为了满足单根节点的要求，开发者经常需要添加额外的包装元素。这些包装元素可能会增加 DOM 的复杂性和渲染开销。Vue 3 的碎片化支持消除了这种需求，减少了不必要的 DOM 节点。
  • 更高效的虚拟 DOM 更新：Vue 3 的虚拟 DOM 算法可以更高效地处理多个根节点，减少了不必要的 Diff 操作和 DOM 操作。

4. 示例：Diff 算法处理碎片化

以下是一个示例，展示了 Vue 3 的 Diff 算法如何处理碎片化：

模板
<template>
  <div :key="1">First element</div>
  <div :key="2">Second element</div>
  <p :key="3">Third element</p>
</template>

<script>
export default {
  name: 'MyComponent',
  data() {
    return {
      items: [1, 2, 3]
    };
  },
  methods: {
    updateItems() {
      this.items = [3, 2, 1];
    }
  }
};
</script>
编译后的渲染函数
import { openBlock, createElementBlock, createElementVNode, Fragment } from 'vue';

export function render(_ctx, _cache) {
  return openBlock(), createElementBlock(Fragment, null, [
    createElementVNode('div', { key: 1 }, 'First element'),
    createElementVNode('div', { key: 2 }, 'Second element'),
    createElementVNode('p', { key: 3 }, 'Third element')
  ], 64 /* STABLE_FRAGMENT */);
}
Diff 算法处理
  1. 初始渲染：在初始渲染时，Vue 3 会创建三个虚拟节点，并将它们添加到 DOM 中。
  2. 更新渲染：当 items 发生变化时，Vue 3 会重新生成虚拟 DOM，并与之前的虚拟 DOM 进行比较。
  3. 同层比较：Vue 3 会将多个根节点视为一个整体，进行同层比较。通过 key 属性，Vue 3 可以高效地识别和更新节点。
  4. 最小化 DOM 操作：Vue 3 会尽量减少不必要的 DOM 操作，只更新发生变化的节点。

5. 总结

Vue 3 的 Diff 算法在支持碎片化方面进行了优化，使得组件可以返回多个根节点，而不仅仅是单个根节点。这些优化包括：

  • 同层比较：Vue 3 会将多个根节点视为一个整体，进行同层比较。
  • 键值优化：通过 key 属性来优化列表的更新，确保节点的唯一性和稳定性。
  • 虚拟 DOM 更新：通过虚拟 DOM 的比较，最小化实际的 DOM 操作，提高性能。
  • 静态节点优化：识别出静态节点，并将它们缓存起来，避免在每次渲染时重新创建。
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