知其然,更要知其所以然。在深入Vue3源码之前,我们需要先回答一个问题:Vue3为什么值得重写?
前言
2020年9月,Vue 3.0 正式发布。
距离 Vue 2.0 发布已经过去了整整四年。四年时间,对于一个前端框架来说,几乎是"一代人"的代际更迭。这四年里,React Hooks 革了类组件的命,TypeScript 从小众变成了标配,IE 浏览器终于被微软自己判了死刑。
在 Vue 开发中,很多同学可能会有疑问:
"Vue2 我用得挺好啊,为什么要学 Vue3 ?"
"Composition API 不就是把 options 改成了 setup 吗?"
"Vue3 性能提升真的有那么明显?"
如果你也有类似的困惑,那么这篇文章正是为你准备的。
作为《Vue3 源码解析》专栏的开篇,我不会直接贴大段源码,而是想先和你聊聊:
Vue2 到底哪里"痛"了?Vue3 是怎么治这些"痛"的?以及,我们为什么要花这么长的时间去研读源码?
Vue2 的"遗产"与"包袱"
首先必须承认:Vue2 是一个极其成功的框架。
2016年,React 如日中天,Angular2 刚发布,前端正处于"三国杀"的混沌期。Vue2 凭借更低的入门门槛、清晰的 API 设计、完善的官方生态,硬生生杀出一条血路,成为国内前端的事实标准。
但成功也意味着"包袱":
痛点1:响应式系统的"先天残疾"
我们在使用 Vue2 时,对于以下几个响应式丢失场景一定不会陌生:
常见响应式丢失场景
场景1:新增属性不响应
this.obj.newProp = 'value' // 不是响应式的
// 解决方案:Vue.set(this.obj, 'newProp', 'value')
// 或者:this.$set(this.obj, 'newProp', 'value')
场景2:数组索引赋值不响应
this.arr[0] = 'new' // 不是响应式的
// 解决方案:this.arr.splice(0, 1, 'new')
场景3:数组length修改不响应
this.arr.length = 0 // 不是响应式的
为什么会出现响应式丢失?
Vue2 的响应式数据设计,是基于 Object.defineProperty 这个 API 的,它只能拦截对象已有属性的 get/set 方法,对于新增属性、删除属性、数组索引赋值等操作,它根本监听不到。因此,Vue2 必须额外提供 Vue.set、Vue.delete 等方法,还要重写数组的 7 个变异的方法。
更为致命的是性能问题:Vue2 在初始化时,需要递归遍历 data 的所有嵌套属性,挨个调用Object.defineProperty。如果我们的 data 是一个深度 10 层、每层 100 个属性的大对象,初始化时就要执行上万次 defineProperty。
注:这是一个O(n)的刚性开销,无法优化。
痛点2:Options API 的"碎片化"
随着组件规模增长,Vue2的 Options API 会呈现一种"碎片化"的形态:
export default {
data() {
return {
// A功能的数据
// B功能的数据
// C功能的数据
}
},
computed: {
// A功能的computed
// C功能的computed
},
methods: {
// B功能的方法
// A功能的方法
// C功能的方法
},
watch: {
// B功能的watch
// A功能的watch
}
}
即:同一个功能的代码被强制拆散到不同选项中,而不同功能的代码却被揉在一起。
当我们维护一个数百行、甚至数千行的组件时,需要在 data、computed、methods、watch之间反复横跳时,这种"碎片化"就成了沉重的认知负担。
当然,Vue2 的开发团队也意识到了这个问题,所以他们推出了 Mixins 的解决方案,但又带来了命名冲突、来源不透明、隐式依赖等一系列新的问题。
痛点3:"大而全"的打包体积
Vue2 是一个典型的 Monolithic 架构:
import Vue from 'vue'
// 加入我只想用响应式系统,但Vue构造函数包含了:
// - 模板编译器
// - 过渡系统
// - 组件系统
// - 指令系统
// - 插件系统
// - ...
即使你只用了 Vue2 中 5% 的功能,打包时也必须得带上 100% 的代码。这在 Webpack 时代尚可接受,但在"秒级HMR"、"按需加载"成为标配的今天,这种设计显得格外笨重。
痛点4:TypeScript的"二等公民"
Vue2的代码库是用 JavaScript 写的,TypeScript 支持是通过额外的声明文件"打补丁"。这就会导致很多场景下,this 的类型推导会"迷路":
export default {
data() {
return {
count: 0
}
},
methods: {
increment() {
this.count // 这里count的类型是any
}
}
}
Vue3的"顶层设计"
面对这些痛点,Vue3 团队做了一个极其大胆的决定:
不是修修补补,而是重写整个框架。
从2018年立项到2020年发布,Vue3经历了:
- 100% TypeScript 重写,类型推导不再是问题。
- Monorepo架构重构,核心功能拆分为独立包。
- 响应式系统完全替换,Proxy 取代 defineProperty。
- 编译器重写,支持更激进的编译时优化。
- 虚拟 DOM 算法重写,引入 Patch Flags。
设计目标1:更底层的响应式能力
Vue3的响应式系统基于Proxy,实现了真正的"全能力"拦截:
const state = reactive({
obj: { count: 0 },
arr: [1, 2, 3]
})
// 新增属性 - 响应式
state.obj.newProp = 'value'
// 数组索引赋值 - 响应式
state.arr[0] = 100
// 数组length修改 - 响应式
state.arr.length = 0
// 删除属性 - 响应式
delete state.obj.count
// Map/Set/WeakMap/WeakSet - 全部支持
const map = reactive(new Map())
更重要的是性能维度的变革:
- Vue2:初始化时递归所有属性,O(n)刚性开销
- Vue3:只在
get时进行深层代理,O(k)按需开销
这意味着:如果我们的组件渲染只访问了 data 中的5个属性,Vue3 就只对这5个属性进行响应式处理。在大型数据表格、长列表渲染场景下,这种惰性策略能带来数倍乃至数十倍的性能提升。
设计目标2:逻辑复用的"第一等公民"
Composition API 不是把 options 改成 setup 这么简单,它提供了一套完整的逻辑组合机制:
// 这是一个纯粹的逻辑单元
function useUserList() {
const users = ref([])
const loading = ref(false)
const fetchUsers = async () => {
loading.value = true
users.value = await api.getUsers()
loading.value = false
}
return { users, loading, fetchUsers }
}
// 使用时像搭积木一样组合
export default {
setup() {
const { users, loading, fetchUsers } = useUserList()
const { visible, open, close } = useModal()
return { users, loading, fetchUsers, visible, open, close }
}
}
每个功能单元都是独立的函数,输入输出清晰,没有命名冲突,没有来源歧义。这才是 Composition API 的本质:让逻辑复用成为"第一等公民"。
设计目标3:"拆开卖"的模块化架构
Vue3 采用 Monorepo 架构,将核心功能拆分为 30 多个独立包:
packages/
reactivity/ # 独立的响应式系统
runtime-core/ # 运行时核心
runtime-dom/ # DOM平台实现
compiler-core/ # 编译器核心
compiler-dom/ # DOM平台编译
vue/ # 完整版本
这意味着,我们在使用时可以按需引入,可以只引入响应式系统 @vue/reactivity,也可以只引入编译优化 @vue/compiler-dom 。
这种架构带来了惊人的 Tree-shaking 效果:
- Vue2完整包:约22.5KB(gzipped)
- Vue3完整包:约16.5KB(gzipped)
- Vue3核心运行时:约11.75KB(gzipped)
减少了41%的体积,这还只是开箱收益。
Vue3性能突破的"三大引擎"
如果说 Vue2 是一辆皮实耐用的家用轿车,Vue3 就是一架精密调校的赛车。它不是靠单一技术点取胜,而是系统工程式的全面优化。
引擎1:响应式系统重构
Vue3官方基准测试显示:
- 组件初始化速度:提升约55%
- 更新性能:提升约133%
- 内存使用:减少约54%
这些性能提升,不只是靠"优化技巧"得来的,而是架构层面全面重构的降维打击。
引擎2:编译时优化
Vue2 的优化主要在运行时,编译器的工作相对简单。Vue3 的编译器则极其"聪明":
静态提升:不变的节点(静态节点)只创建一次
// 编译前
<div>
<span>静态文本</span>
<span>{{ dynamic }}</span>
</div>
// 编译后(简化)
const _hoisted_1 = createVNode('span', null, '静态文本')
// 这个节点被提升到函数外部,只会创建一次,每次渲染复用同一个VNode
Patch Flags:精确标记动态节点
createVNode('div', null, [
_hoisted_1, // 静态节点,完全跳过diff
createVNode('span', { class: ctx.class }, null, 2 /* CLASS */)
], 4 /* STABLE_FRAGMENT */)
编译器会在生成的代码中插入标记:2 表示只有 class 可能变化,4 表示子节点结构稳定。渲染器看到这些标记,就能跳过绝大部分 diff 工作。
引擎3:Tree-shaking友好
Vue3 的所有 API 都是通过具名导出提供的:
import { reactive, computed, watch, nextTick } from 'vue'
现代构建工具可以静态分析哪些导出被使用了,而那些没有被使用的 API,会在打包时被完全删除。
为什么要研读源码?
1. 解决问题的能力
在以前遇到问题时,尤其是一些诡异问题,比如数据更新不触发页面渲染,我的排查方式是:百度 / Google + AI ,然后复制答案。 现在我的排查方式是:打开源码 → 搜关键函数 → 看依赖收集条件 → 定位问题 → 解决问题。
2. 面试的"认知差"
很多面试者在聊 Vue3 响应式时会说:"Vue3 用 Proxy 代替了defineProperty"。
如果我们能接着说:"Proxy 的13种拦截方法中,Vue3 实际使用了get、set、has、deleteProperty、ownKeys 这 5 种,其中 ownKeys 是为了拦截 for...in 循环..."——这就是认知差。
3. 技术决策的底气
只有当我们研读完源码之后,才能对这门技术知根知底:
Vue3 的响应式系统是'拉'式的,数据变化后框架知道具体哪些组件需要更新;React 是'推'式的,需要手动shouldComponentUpdate 或 useMemo。所以在高频更新场景,Vue3 性能更稳定;在超大应用中,React 的手动优化上限更高。
结语
2019年初,尤雨溪在Vue3 RFC阶段写过这样一段话:
"We are not trying to win the framework war. We are trying to build something that we ourselves would enjoy using for the next 5 years."
"我们不是在试图赢得框架战争,我们只是想构建一个自己未来5年愿意愉快使用的东西。"
Vue3 不是对 Vue2 的否定,而是 Vue.js 这个项目进入"成熟期"后的自我迭代。
它告诉我们:即使是成功的软件,也有必要不断反思自己"哪里不够好"。
这也是我开设这个专栏的初衷——不是背诵源码,而是在Vue3的源码里看到一个优秀的设计是如何逐步演进的。
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