关于前端:Vue的前世今生-核心原理分析

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博客原文链接:Vue的前世今生

Vue的前世今生

  • 2013 尤雨溪集体我的项目
  • 2014.2 0.1版本公布
  • 2015.10 1.0版本公布

    • 模板语法改良
  • 2016.9 2.0版本公布

    • 跨端
    • 新的渲染机制
  • 2019.10 3.0 alpha公布

    • 性能
    • 架构
    • 按需引入
    • Composition API
    • Proxy observer
    • AOT优化

Vue 1 响应式原理

构建响应式对象流程

  • walk函数遍历data对象中的属性,调用defineReactive将其变成响应式对象

    • 对于对象属性进行递归调用walk,以保障data整个对象树中的属性都是响应式对象。
  • defineReactive中应用watchers数组贮存watcher,应用Object.defineProperty的get函数收集watcher和返回值,set函数用来设置值和对watchers中的watcher进行视图更新。

Walk函数实现

function walk(data){

    Object.keys(data).foreach(key => {
        defineReactive(data, key, data[key])
        //对象递归调用walk
        walk(data[key])
    })
}

defineReactive函数实现

function defineReactive(obj, key, value){
    let oldValue = value;
    const watchers = []
    Object.defineProperty(obj, key, {
        get(){
            //收集watcher
            watchers.push(currentWatcher)
            return oldValue
        },

        set(){
            if(newValue === oldValue) return;
            oldValue = newValue;
            watchers.forEach(watcher => wathcer.update())//更新视图
        }
    })

}

看了这么久Watcher到底是什么?

  • Watcher用于获取数据和更新视图,并实现vue指令

    • watcher从data中get数据render视图,同时data中的响应式对象劫持以后watcher并“贮存”起来
    • data更新数据会触发响应式对象的set函数,把get数据时“贮存”的watchers取出遍历,“告诉”其更新视图。
    • watcher“接到data中的数据更新告诉”,从新render视图。
    • 视图发生变化会触发data的中响应式对象的set函数,循环造成数据流。
  • 例:
// vm指向以后组件,el指向以后dom节点,第三个参数为标签类型,第四个为回调函数
// currentWatcher为全局变量指针


// 一般渲染的watcher
Watcher(vm, el, 'text', () =>{
    // 将currentWatcher对象指向以后watcher(vdom节点)供响应式对象的get函数获取
    currentWatcher = this;
    // 读取显示的内容
    el.textContext = eval('vm.data.text')
    // 解绑currentWatcher,避免产生谬误。
    currentWatcher = null
})


//带v-if指令的watcher
Watcher(vm, el, 'text', () =>{
    // 将currentWatcher对象指向以后watcher(vdom节点)供响应式对象的get函数获取
    currentWatcher = this;
    // 实现v-if指令,通过判断变量值决定是否显示该元素,v-show原理相似
    el.style.display = eval('Boolean(vm.data.text)') ? 'block' : 'none'
    // 解绑currentWatcher,避免产生谬误。
    currentWatcher = null
})

Vue 1 中存在的几个显著问题

  1. 启动时拦挡所有组件的状态,进行递归响应式代理影响首次渲染速度
  2. 内存占用率高,一个“指令”,“computed计算属性”,“handlebar表达式”等等均须要创立一个watcher,watcher数量过多导致内存占用率高。
  3. 模板通过编译后间接操作dom,无奈跨端。

Vue中的优化

  1. 新的渲染引擎 – vdom
  2. Watcher依赖力度调整
  3. 其余

    1. API、语法糖从新设计与定义
    2. 生命周期调整
    3. 双向数据流 -> 单向数据流
    4. 反对了jsx语法
    5. 等等…

新的渲染引擎 – vdom

//template
<template>
    <div v-if="text">
        {{text}}
    </div>
</template>

// vue-loader 编译后的 compile render
// h函数用于生成Vdom节点,第一个参数为以后组件,第二个参数为属性,第三个属性为子节点
render(){
 return this.text
     ? h(
         'div',
         null,
         h(this.text, null,[])
     )
     : vm.createEmptyVNode()
}

Watcher依赖力度调整

watcher不再与单个dom节点、指令关联,一个component对应一个watcher,极大缩小了vue 1 中watcher数量过多导致的内存问题。同时以来vdom diff在渲染时能以最小的代价来更新dom。

Watch(compoent, vm, 'text', () =>{
    const newVnode = component.render()
    const oldVnode = component.render()
    //通过diff算法返回新旧节点的差别
    const patches = vm.diff(newVnode, oldVnode)
    // 通过patch函数对该组件利用差别
    vm.patch(component, patches);
})

vdom带来的劣势

  1. 框架屏蔽具体渲染细节,形象了渲染层,组建的形象能力得以晋升,不再依赖浏览器运行,进而能够跨段,如SSR、同构渲染一姐小程序、weex、uni-app等框架。
  2. 通过动态剖析进行更多的AOT(Ahead Of Time)编译优化。
  3. 附加能力:大量组件更新时以最小的代价去更新dom。
  4. vdom比照间接操作dom要慢,大部分状况下效率比vue 1 差,尽管就义了一点性能,然而使得vue取得更多个性及优化空间。

AOT编译优化

Cache static element

  • 缓存动态节点、属性,防止反复创立
// 编译前
<div>
    <span class="foo">
        Static
    </span>
    <span>
        {{dynmic}}
    </span>
</div>

// 编译后
const __static1=h('span',{
    class:'foo'
}, 'static')

render(){
    return h('div', [
        __static1,
        h('span', this.dynamic)
    ])
}

Component fast path

  • 编译后 直接判断是组件、原生标签还是文本节点,防止不必要的分支判断,晋升性能。
  • 进步vdom diff时的效率

Vue2优化前

  • 每次都要调用h函数去做分支判断
// 编译前
<Comp></Comp>
<div></div>
<span></span>


// Vue2
render(){
    return createFragment([
        h(Comp, null, null),
        h('div', null, [
            h('span', null, null)
        ])
    ])
}

function h(type, attrs, children){
    if(isComponent(type)){
        //创立component vnode
        return createComponentVNode(type, attrs, children)
    }
    if(isDomElement(type)){
        //创立原生dom vnode
        return createElementVNode(type, attrs, children)
    }
    //创立纯string节点
    return createStringVNode(type, attrs, children)
}

Vue3优化后

  • 编译后间接调用不同的createVNode办法
// Vue3
render(){
    return createFragment([
        createComponentVNode(Comp, null, null),
        createElmentVNode('div',null, [
           createElmentVNode('span', null, null)
        ])
    ])
} 

SSR optimize

  • SSR时采纳字符串拼接,不创立vnode。
//编译前
<template>
    <div>
        <p class="foo">
            {{msg}}
        </p>
        <comp/
    </div>
</template>

//编译后
render(){
    return h('div', [
        this.ssrString(
            `<p class="foo">`
            + this.msg
            + '</p>'
        ),
        h(comp)
    ])
}

Inline handler

  • 缓存dom上的event handler,防止反复创立。
// 编译前
<div @click="count++"></div>



// 编译后
import {getBoundMethod} from 'vue'

function __fn1(){
    this.count++
}

render(){
    return h('div',{
        onClick:getBoundMethod(__fn1,this)
    })
}

Vue3变更

Proxy Reactive State

  • Vue3改用Proxy去生成响应式对象
  • Vue1/2中遍历和递归所有data中的属性去生成响应式对象
  • Vue3中改为仅在get获取这个属性的时候才去生成响应式对象,提早了响应式对象生成,放慢了首屏渲染速度。
// Vue1/2中的做法
function walk(data){
    Object.keys(data).foreach(key => {
        defineReactive(data, key, data[key])
        //对象递归调用walk
        walk(data[key])
    })
}



// Vue3中的做法
function reactive(target){
    let observerd = new Proxy(target, {
        get(target, key, receiver){
            let result = Reflect.get(target, key, receiver)
             //只有在取对象子属性的时候才递归
            reactive(result)
            return result
        },
        set(target, key, value, receiver) {
            let oldValue = target[key]
            if (value == oldValue)
                return
            let result = Reflect.set(target, key, value, receiver)
            return result;
        }
    })
    return observerd
}

Composition API

  • Vue2中,代码依据数据、办法、计算属性等进行分块,导致可能同一个业务性能的代码须要重复高低地跳着去看。

    • 尽管有Mixin,但业务和业务之间的关系,包含命名空间都会呈现肯定问题。
  • Vue3中引入Composition API使得开发者能够依据业务将代码分块,按需引入响应式对象、watch、生命周期钩子等各种属性,应用办法相似React Hooks,使得开发者更灵便地开发。

    • 详情见Vue3中文文档 – vuejs (vue3js.cn)

Vue2

export default {   
    data() {     
        return {       
            counter: 0     
        }   
   },   
   watch: {     
       counter(newValue, oldValue) {       
           console.log('The new counter value is: ' + this.counter)     
       }   
   } 
}

Vue3

import { ref, watch } from 'vue' 


const counter = ref(0) 
watch(counter, (newValue, oldValue) => {   
    console.log('The new counter value is: ' + counter.value) 
})

Why use Composition API

  • mixin、hoc、composition api都是为了解决代码复用的问题。然而mixin、hoc过于灵便没有标准,导致开发人员容易写出零散、难以保护的逻辑。
  • Compostion API躲避了mixin、hoc存在的缺点,提供固定的编程模式->函数组合,对各模块解耦使得更优雅、更容易地去组合复用。
  • 以组件状态为例,传统写法所有state都在一个component,杂糅在一起,语义化不强,compostion api使得state依照不同的逻辑分离出来,形象出状态层组件。
const Foo = {
    template:'#modal',
    mixins:[Mixin1, Mixin2],
    methods:{
        click(){
            this.sendLog()
        }
    },
    components:{
        appChild:Child
    }
}
  • 看完以上代码会发现以下问题

    • sendLog到底来自哪个Mixin
    • mixin1,mixin2之间有没有逻辑关系
    • mixin1,mixin2如果都注入了sendLog应用哪个
    • 如果应用hoc的形式,hoc减少了两个组件实例耗费,多了两次diff。
    • 再来多几个mixin,这个组件更难保护。
  • 显著地体现了Composition API的益处

Time Slicing

  • Vue3最开始实现了这个个性,不过前面移除了
  • 起因总结为以下两条

    • 基于响应式原理及AOT编译优化,相比react而言vue vdom diff具备很高的效率
    • Time Slicing只在一些极其状况下有显著作用,引入会升高vdom diff效率,阻塞UI渲染,收益不大。

按需引入、反对treeshaking

  • Vue各模块(响应式、SSR、runtime等)的解耦,可按需引入。

Vue vs React

相同点

  1. 基于MVVM思维:响应式数据驱动试图更新
  2. 提供组件化的解决方案
  3. 跨端:基于vdom的渲染引擎

外围差别

  1. 定位

    1. React是一个Library,只专一于state到view的映射,状态、路由、动画等解决方案均来自于社区。
    2. Vue是一个渐进式Framework,设计之初思考开发者可能面临的问题,官网提供路由、状态治理、动画、插件等比拟齐全的解决方案,不强制应用,譬如模块机制、依赖注入,能够通过插件机制很好和社区计划集成。
    3. Library,职责范畴小,开发效率低,需借助外力,然而易于扩大。对保护团队而言,放弃版本间兼容老本较低。更容易集中精力专一于外围变更。
    4. Framework,职责范畴大,开发效率高,内置一套解决方案,扩大水平低。对保护团队而言,放弃版本间兼容老本较高。
  2. 渲染引擎

    1. Vue进行数据拦挡/代理,它对侦测数据的变动更精确,扭转了多少数据,就触发多少更新多少。
    2. React setState触发部分整体刷新,没有追踪数据变更,做到准确更新,所以提供给开发者shouldComponentUpdate去除一些不必要的更新。
    3. 基于这个响应式设计,间接影响了外围架构的Composition API、React Hooks的实现。
  3. 模板DSL

    1. Vue template语法更靠近html,动态表达能力很强,基于申明式的能力,更不便做AOT编译优化。
    2. JSX语法能够认为是JS根底上又减少了对html的反对,实质还是命令式变成。动态表达能力偏弱,导致优化信息有余,无奈很好地做动态编译。

原文链接:Vue的前世今生

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