越來越受歡迎的Vue想學么，90后小姐姐今兒來教你

摘要：Vue的相關技術原理成為了前端崗位面試中的必考知識點，掌握 Vue 對於前端工程師來說更像是一門“必修課”。

本文原作者為尹婷，擅長前端組件庫研發和微信機器人。

我們發現， Vue 越來越受歡迎了。

不管是BAT大廠，還是創業公司，Vue都被廣泛的應用。對比Angular 和 React，三者都是非常優秀的前端框架，但從 GitHub 上來看，Vue 已經達到了 170 萬的 Star。Vue的相關技術原理也成為了前端崗位面試中的必考知識點，掌握 Vue 對於前端工程師來說更像是一門“必修課”。為此，華為雲社區邀請了90后前端開發工程師尹婷帶來了《Vue3.0新特性介紹以及搭建一個vue組件庫》的分享。

了解Vue3.0先從六大特性說起

Vue.js 是一個JavaScriptMVVM庫，是一套構建用戶界面的漸進式框架。在2019年10月05日凌晨，Vue3的源代碼alpha。目前已經發布正式版，作者表示， Vue 3.0具有六大特性：Tree Shaking；Composition；Fragment；Teleport；Suspense；渲染Performance。渲染Performance主要是框架內部的性能優化，相對比較底層，本文會主要為大家介紹前四個特性的解讀。

Tree Shaking

大多數編譯器都會為我們的代碼進行一個死代碼的去除工作。首先我們要了解一下，什么是死代碼呢？

以下幾個特性的代碼，我們把它稱之為死代碼：代碼不會被執行，不可到達；代碼執行的結果不會被用到；代碼只會影響死變量（只寫不讀）。比如我們給一個變量賦值，但是並沒有去用這個變量，那么這就是一個死變量。這就是在我們定義階段會把它去除的一部分，比如說roll up消除死代碼的工作。

如上圖示例，左邊是開發的源碼提供的兩個函數，但最終只用到了baz函數。在最后打包的時候，會把foo函數去除掉，只把baz這個函數打包進瀏覽器里面運行。Tree Shaking是消除死代碼的一種方式，更關注於無用模塊的消除，消除那些引用了但並沒有被使用的模塊。

左邊這塊代碼，export有兩個函數，一個是post，一個是get，但是在我們生產里邊真正使用到只有post。那么rollup在打包之后，就會直接消除掉get的函數，然后只把post的函數打包進入我們的生產里。除了rollup支持這個特性外，webpack也支持。

接下來，我們看一下VUE3.0對Tree Shaking的支持都做了哪些事情？

首先以VUE2和VUE3對nextTick的使用進行對比：VUE2把nextTick掛載到VUE實例上的一個global API式；VUE3先把nextTick模塊剔除，在要使用的時候，再把這個模塊引入。

通過這個對比，我們可以看到使用VUE2的時候，即使沒有nextTick或者其他方法，但由於它是一個GLOBA API，它一定會被掛載到一個實例上，最后打包生產代碼的時候，會把這個函數給打包進去，這一段代碼進而也會影響到文件體積。在VUE3.0如果不需要這個模塊的話，最后打包的這個文件里邊就不會有這一塊代碼。通過這種方式就減少了最后生產代碼的體積。

當然，不只是nextTick，在VUE3.0內部也做了其他很多tree-shaking。例如：如果不使用keep-alive組件或v-show指令，它會少引入很多跟keep-alive或者v-show不相關的包。

上圖為Vue2.0的這段代碼，左邊是引入utils函數，然后把這個函數指為mixins。這一段代碼是在Vue2里邊是最常用到的，但這段代碼是有問題的。
如果對這個項目不熟悉，第一次看到這個代碼的時候，由於不知道這個utils里邊有哪些屬性和方法，也就是說這個mixins對於開發者就是個黑盒。很容易遇到一種場景：在開發組件初期，應用了mixins的一個方法，現在不需要使用該方法了，在刪除的過程發現不知道其他的地方是否引用過mixins其他的屬性和方法。

Composition

如果使用的是Vue3.0 的Composition，該怎么規避這個問題呢？如上圖所示，假設它是一個組件實例，我們使用useMouse函數並返回了X和Y兩個變量。從左邊代碼可以看到useMouse函數就是根，它監聽了鼠標的移動事件之后，返回了鼠標的XY坐標。通過這種方式來組織代碼，就可以很明確的知道這個函數返回的變量和改變的值。

接下來我們再看一個Composition的例子：左邊是在Vue2中最常用的一段代碼，首先在data里邊聲明first name和last name，然后在回帖的時候去請求接口，拿到接口返回到值，在computed之后獲取他的full Name。那么，這段代碼的問題是什么呢？

這里的computed，因為我們不知道返回的full Name的邏輯是什么。在獲取了data之后，是希望通過data的返回值來拿到它的first name和last name，然后來獲取它的full name。但是這一段代碼的邏輯在獲取接口之后就已經斷掉，這就是Vue2.0 設計不合理的一個地方，導致我們的邏輯是分裂派的，分裂在個配置下。那么，如果用Composition的話，怎么樣實現呢？

請求接口之后，直接拿到它的返回數據，然后把這個返回數據的值賦給computed函數里，這里就可以拿到full Name。通過這段代碼可以看到，邏輯是更加的聚合了。

如何做到使用useMouse函數，里邊的變量也是可響應的。在Vue 3.0中提供了兩個函數：reactive和ref。reactive可以傳一個對象進去，然后這個函數返回之后的state，是可響應的；ref是直接傳一個值進去，然后返回到看法對象，它也是可響應的。如果我們在setup函數里邊返回一個可響應值的對象，是可以在字符串模板渲染的時候使用。比如，有時候我們直接在修改data的時候，視圖也會相應的改變。

Vue2中，一般會采用mixins來復用邏輯代碼，但存在一些問題：例如代碼來源不清晰、方法屬性等沖突。基於此，在vue3中引入了Composition API（組合API），使用純函數分隔復用代碼，和React中的hooks的概念很相似。

Composition的優點是暴露給模板的屬性來源清晰，它是從函數返回的；第二，可以進行邏輯重用；第三，返回值可以被任意的命名，不存在秘密空間的沖突；第四，沒有創建額外的組件實力帶來的性能損耗。

以前我們如果想要獲取一個響應式的data，我們必須要把這個data放在component里邊，然后在data里邊進行聲明，這樣的話才能使這個對象是可響應的，現在可直接使用reactive和ref函數就可以使被保變成可響應的。

Fragment

在書寫vue2時，由於組件必須只有一個根節點，很多時候會添加一些沒有意義的節點用於包裹。Fragment組件就是用於解決這個問題的（這和React中的Fragment組件是一樣的）。

Fragment其實就是在Vue2的一個組間里邊，它的template必須要有一個根的DIV把它包住，然后再寫里邊的you。在Vue3，我們就不需要這個根的DIV來把這個組件包住了。上圖就是2和3的對比。

Teleport

Teleport其實就是React中的Portal。Portal 提供了一種將子節點渲染到存在於父組件以外的 DOM 節點的優秀的方案。Teleport提供一個Teleport的組件，會指定一個目標的元素，比如說這里指定的是body，然后Teleport任何的內容都會渲染到這個目標元素中，也就是說下面的這一部分Teleport代碼，它會直接渲染到body。

那么關於Teleport應用的位置，我們可以為大家舉個例子來說明一下。比如說我們在做組件的時候，經常會實現一個dialog。dialog的背景是一個黑的鋪滿全屏DIV，我們對它的布局是position: absolute。如果父級元素是relative布局，我們的這個背景層就會受它的父元素的影響。那么此時，如果用Teleport直接把父組件定為body，這樣它就不會再受到副組件元素樣式的影響，就可以確認一個我們想要的黑色背景畫。

下面我寫一下react和vue的diff算法的比對,我是一邊寫代碼，一邊寫文章，整理一下思路。注：這里只討論tag屬性相同並且多個children的情況，不相同的tag直接替換，刪除，這沒啥好寫的。

用這個例子來說明：

簡單diff，把原有的刪掉，把更新后的插入。

變化前后的標簽都是li，所以只用比對vnodeData和children即可，復用原有的DOM。

先只從這個例子出發,我只用遍歷舊的vnode，然后把舊的vnode和新的vnode patch就行。

這樣就省掉移除和新增dom的開銷，現在的問題是，我的例子剛好是新舊vnode數量一樣，如果不一樣就有問題，示例改成這樣：

實現思路改成：先看看是舊的長度長，還是新的長，如果舊的長，我就遍歷新的，然后把多出來的舊節點刪掉，如果新的長，我就遍歷舊的，然后多出來的新vnode加上。

仍然有可優化的空間，還是下面這幅圖：

通過我們上面的diff算法，實現的過程會比對 preve vnode和next vnode，標簽相同，則只用比對vnodedata和children。發現

 標簽的子節點（文本節點a,b,c）不同，於是分別刪除文本節點a,b,c，然后重新生成新的文本節點c,b,a。但是實際上這幾個

 只是位置不同，那優化的方案就是復用已經生成的dom，把它移動到正確的位置。

怎么移動？我們使用key來將新舊vnode做一次映射。

首先我們找到可以復用的vnode，可以做兩次遍歷，外層遍歷next vnode，內層遍歷prev vnode

如果next vnode和prev vnode只是位置移動，vnodedata和children沒有任何變動，調用patchVnode之后不會有任何dom操作。
接下來只需要把這個key相同的vnode移動到正確的位置即可。我們的問題變成了怎么移動。

首先需要知道兩個事情:

• 每一個prev vnode都引用了一個真實dom節點，每個next vnode這個時候都沒有真實dom節點。
• 調用patchVnode的時候會把prevVnode引用的真實Dom的引用賦值給nextVnode，就像這樣：

還是拿上面的例子，外層遍歷next vnode,遍歷第一個元素的時候， 第一個vnode是li©，然后去prev vnode里找，在最后一個節點找到了，這里外層是第一個元素，不做任何移動的操作，我們記錄一下這個vnode在prevVnode中的索引位置lastIndex，接下來在遍歷的時候，如果j<lastIndex，說明原本prevVnode在前面的元素，在nextVnode中變到了后面來了，那么我們就把prevVnode[j]放到nextVnode[i-1]的后面。

這里多說一句，dom操作的api里，只有insertBefore()，沒有insertAfter()。也就是說只有把某個dom插入到某個元素前面這個方法，沒有插入到某個元素后面這個方法，所以我們只能用insertBefore()。那么思路就變成了，當j<lastIndex的時候，把prevChildren[j]插入到nextVnode[i-1]的真實dom的后面元素的前面。

當j>=lastIndex的時候，說明這個順序是正確的的，不用移動，然后把lastIndex = j;
也就是說，只把prevVnode中后面的元素往前移動，原本順序是正確的就不變。
現在我們的diff的代碼變成了這樣：

同樣的問題，如果新舊vnode的元素數量一樣，那就已經可以工作了。接下來要做的就是新增節點和刪除節點。

首先是新增節點，整個框架中將vnode掛載到真實dom上都調用patch函數，patch里調用createElm來生成真實dom。按照上面的實現，如果nextVnode中有一個節點是prevVnode中沒有的，就有問題：

在prevVnode中找不到li(d)，那我們需要調用createElm掛在這個新的節點，因為這里的節點需要超入到li(b)和li©之間，所以需要用insertBefore()。在每次遍歷nextVnode的時候用一個變量find=false表示是否能夠在prevVnode中找到節點，如果找到了就find=true。如果內層遍歷后find是false，那說明這是一個新的節點。

我們的createElm函數需要判斷一下第四個參數，如果沒有就是用appendChild直接把元素放到父節點的最后，如果有第四個參數，則需要調用insertBefore來插入到正確的位置。

接下來要做的是刪除prevVnode多余節點：

在nextVnode中已經沒有li(d)了，我們需要在執行完上面所講的所有流程后在遍歷一次prevVnode，然后拿到nextVnode里去找，如果找不到相同key的節點，那就說明這個節點已經被刪除了，我們直接用removeChild方法刪除Dom。

完整的代碼：https://github.com/TingYinHelen/tempo/blob/main/src/platforms/web/patch.js在react-diff分支(目前有可能代碼倉庫還沒有開源，等我實現更完善的時候會開源出來，項目結構可能有變化，看tempo倉庫就行)

這里我的代碼實現的diff算法很明顯看出來時間復雜度是O(n2)。那么這里在算法上依然又可以優化的空間，這里我把nextChildren和prevChildren都設計成了數組的類型，這里可以把nextChildren、prevChildren設計成對象類型，用戶傳入的key作為對象的key，把vnode作為對象的value，這樣就可以只循環nextChildren，然后通過prevChildren[key]的方式找到prevChidren中可復用的dom。這樣就可以把時間復雜度降到O(n)。

以上就是react的diff算法的實現。

vue的diff算法

先說一下上面代碼的問題，舉個例子，下面這個情況：

如果按照react的方法，整個過程會移動2次：
li©是第一個節點，不需要移動，lastIndex=2
li(b), j=1, j<lastIndex, 移動到li©后面 (第1次移動)
li(a), j=0, j<lastIndex, 移動到li(b)后面 (第2次移動)

但是通過肉眼來看，其實只用把li©移動到第一個就行，只需要移動1一次。
於是vue2這么來設計的：

首先找到四個節點vnode：prev的第一個，next的第一個，prev的最后一個，next的最后一個，然后分別把這四個節點作比對：1. 把prev的第一個節點和next的第一個比對；2. 把prev的最后一個和next的最后一個比對；3.prev的第一個和next的最后一個；4. next的第一個和prev的最后一個。如果找到相同key的vnode，就做移動，移動后把前面的指針往后移動，后面的指針往前移動，直到前后的指針重合，如果key不相同就只patch更新vnodedata和children。下面來走一下流程：

1. li(a)和li(b)，key不同，只patch，不移動
2. li(d)和li©，key不同，只patch，不移動
3. li(a)和li©，key不同，只patch，不移動
4. li(d)和li(d)，key相同，先patch，需要移動移動，移動的方法就是把prev的li(d)移動到li(a)的前面。然后移動指針，因為prev的最后一個做了移動，所以把prev的指向后面的指針往前移動一個，因為next的第一個vnode已經找到了對應的dom，所以next的前面的指針往后移動一個。

現在比對的圖變成了下面這樣：

這個時候的真實DOM：

繼續比對

1. li(a)和li(b)，key不同，只patch，不移動。
2. li©和li©，相同相同，先patch，因為next的最后一個元素也剛好是prev的最后一個，所以不移動，prev和next都往前移動指針。

這個時候真實DOM：

現在最新的比對圖：

繼續比對

1. li(a)和li(b)，key不同，只patch，不移動。
2. li(b)和li(a)，key不同，只patch，不移動。
3. li(a) 和li (a)，key相同，patch，把prev的li(a)移動到next的后面指針的元素的后面。

真實的DOM變成了這樣：

比對的圖變成這樣：

繼續比對：
li(b)和li(b)的key相同，patch，都是前指針相同所以不移動，移動指針
這個時候前指針就在后指針后面了，這個比對就結束了。

這就完成了常規的比對，還有不常規的，如下圖：

經過1，2，3，4次比對后發現，沒有相同的key值能夠移動。

這種情況我們沒有辦法，只有用老辦法，用newStartIndex的key拿去依次到prev里的vnode，直到找到相同key值的老的vnode，先patch，然后獲取真實dom移動到正確的位置(放到oldStartIndex前面)，然后在prevChildren中把移動過后的vnode設置為undefined，在下次指針移動到這里的時候直接跳過，並且next的start指針向右移動。

function updateChildren (elm, prevChildren, nextChildren) {
  let oldStartIndex = 0;
  let oldEndIndex = prevChildren.length - 1;
  let newStartIndex = 0;
  let newEndIndex = nextChildren.length - 1;

  while (oldStartIndex <= oldEndIndex && newStartIndex <= newEndIndex) {
    let oldStartVnode = prevChildren[oldStartIndex];
    let oldEndVnode = prevChildren[oldEndIndex];
    let newStartVnode = nextChildren[newStartIndex];
    let newEndVnode = nextChildren[newEndIndex];

    if (oldStartVnode === undefined) {
      oldStartVnode = prevChildren[++oldStartIndex];
    }
    if (oldEndVnode === undefined) {
      oldEndVnode = prevChildren[--oldEndIndex];
    }

    if (oldStartVnode.key === newStartVnode.key) {
      patchVnode(newStartVnode, oldStartVnode);
      oldStartIndex++;
      newStartIndex++;
    } else if (oldEndVnode.key === newEndVnode.key) {
      patchVnode(newEndVnode, oldEndVnode);
      oldEndIndex--;
      newEndIndex--;
    } else if (oldStartVnode.key === newEndVnode.key) {
      patchVnode(newEndVnode, oldStartVnode);
      elm.insertBefore(oldStartVnode.elm, oldEndVnode.elm.nextSibling);
      newEndIndex--;
      oldStartIndex++;
    } else if (oldEndVnode.key === newStartVnode.key) {
      patchVnode(newStartVnode, oldEndVnode);
      elm.insertBefore(oldEndVnode.elm, oldStartVnode.elm);
      oldEndIndex--;
      newStartIndex++;
    } else {
      const idxInOld = prevChildren.findIndex(child => child.key === newStartVnode.key);
      if (idxInOld >= 0) {
        elm.insertBefore(prevChildren[idxInOld].elm, oldStartVnode.elm);
        prevChildren[idxInOld] = undefined;
        newStartIndex++;
      }
    }
  }
}

接下來就是新增節點：

這種排列方法，按照上面的方法，經過1，2，3，4比對后找不到相同key，然后然后用newStartIndex到老的vnode中去找，仍然找不着，這個時候說明是一個新節點，把它插入到oldStartIndex前面

最后是刪除節點，我把他作為課后作業，同學可以自己實現最后的刪除的算法。

完整代碼在 https://github.com/TingYinHelen/ tempo的vue分支。

PS.本文部分內容參考自《比對一下react,vue2.x,vue3.x的diff算法》。

 

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