Vue的响应式更新比React快原理深度解析Vue的响应式更新比React快

时间:2021-04-21 晨曦时梦见兮人气:2

前言

我们都知道 Vue 对于响应式属性的更新，只会精确更新依赖收集的当前组件，而不会递归的去更新子组件，这也是它性能强大的原因之一。

例子

举例来说这样的一个组件：

<template>
  <div>
   {{ msg }}
   <ChildComponent />
  </div>
</template>

我们在触发 this.msg = 'Hello, Changed~'的时候，会触发组件的更新，视图的重新渲染。

但是 <ChildComponent /> 这个组件其实是不会重新渲染的，这是 Vue 刻意而为之的。

在以前的一段时间里，我曾经认为因为组件是一棵树，所以它的更新就是理所当然的深度遍历这棵树，进行递归更新。本篇就从源码的角度带你一起分析，Vue 是怎么做到精确更新的。

React的更新粒度

而 React 在类似的场景下是自顶向下的进行递归更新的，也就是说，React 中假如 ChildComponent 里还有十层嵌套子元素，那么所有层次都会递归的重新render（在不进行手动优化的情况下），这是性能上的灾难。（因此，React 创造了Fiber，创造了异步渲染，其实本质上是弥补被自己搞砸了的性能）。

他们能用收集依赖的这套体系吗？不能，因为他们遵从Immutable的设计思想，永远不在原对象上修改属性，那么基于Object.defineProperty 或 Proxy 的响应式依赖收集机制就无从下手了（你永远返回一个新的对象，我哪知道你修改了旧对象的哪部分？）

同时，由于没有响应式的收集依赖，React 只能递归的把所有子组件都重新 render一遍（除了memo和shouldComponentUpdate这些优化手段），然后再通过 diff算法决定要更新哪部分的视图，这个递归的过程叫做 reconciler，听起来很酷，但是性能很灾难。

Vue的更新粒度

那么，Vue 这种精确的更新是怎么做的呢？其实每个组件都有自己的渲染 watcher，它掌管了当前组件的视图更新，但是并不会掌管 ChildComponent 的更新。

具体到源码中，是怎么样实现的呢？

在 patch 的过程中，当组件更新到ChildComponent的时候，会走到patchVnode，那么这个方法大致做了哪些事情呢？

patchVnode

执行 vnode 的 prepatch 钩子。

注意，只有组件vnode 才会有 prepatch 这个生命周期，

这里会走到updateChildComponent方法，这个 child 具体指什么呢？

 prepatch (oldVnode: MountedComponentVNode, vnode: MountedComponentVNode) {
  const options = vnode.componentOptions
  // 注意 这个child就是ChildComponent组件的 vm 实例，也就是咱们平常用的 this
  const child = vnode.componentInstance = oldVnode.componentInstance
  updateChildComponent(
   child,
   options.propsData, // updated props
   options.listeners, // updated listeners
   vnode, // new parent vnode
   options.children // new children
  )
 },

其实看传入的参数也能猜到大概了，就是做了：

更新props（后续详细讲）
更新绑定事件
对于slot做一些更新（后续详细讲）

如果有子节点的话，对子节点进行 diff。

比如这样的场景：

<ul>
 <li>1</li>
 <li>2</li>
 <li>3</li>
<ul>

要对于 ul 中的三个 li 子节点 vnode 利用 diff 算法来更新，本篇略过。

然后到此为止，patchVnode 就结束了，并没有像常规思维中的那样去递归的更新子组件树。

这也就说明了，Vue 的组件更新确实是精确到组件本身的。

如果是子组件呢？

假设列表是这样的：

<ul>
 <component>1</component>
 <component>2</component>
 <component>3</component>
<ul>

那么在diff的过程中，只会对 component 上声明的 props、listeners等属性进行更新，而不会深入到组件内部进行更新。

注意：不会深入到组件内部进行更新！（划重点，这也是本文所说的更新粒度的关键）

props的更新如何触发重渲染？

那么有同学可能要问了，如果不会递归的去对子组件更新，如果我们把 msg 这个响应式元素通过props传给 ChildComponent，此时它怎么更新呢？

首先，在组件初始化 props的时候，会走到 initProps 方法。

const props = vm._props = {}

 for (const key in propsOptions) {
  // 经过一系列验证props合法性的流程后
  const value = validateProp(key, propsOptions, propsData, vm)
  // props中的字段也被定义成响应式了
  defineReactive(props, key, value)
}

至此为止，是实现了对于 _props 上字段变更的劫持。也就是变成了响应式数据，后面我们做类似于 _props.msg = 'Changed' 的操作时（当然我们不会这样做，Vue内部会做），就会触发视图更新。

其实，msg 在传给子组件的时候，会被保存在子组件实例的 _props 上，并且被定义成了响应式属性，而子组件的模板中对于 msg 的访问其实是被代理到 _props.msg 上去的，所以自然也能精确的收集到依赖，只要 ChildComponent 在模板里也读取了这个属性。

这里要注意一个细节，其实父组件发生重渲染的时候，是会重新计算子组件的 props 的，具体是在 updateChildComponent 中的：

 // update props
 if (propsData && vm.$options.props) {
  toggleObserving(false)
  // 注意props被指向了 _props
  const props = vm._props
  const propKeys = vm.$options._propKeys || []
  for (let i = 0; i < propKeys.length; i++) {
   const key = propKeys[i]
   const propOptions: any = vm.$options.props // wtf flow?
   // 就是这句话，触发了对于 _props.msg 的依赖更新。
   props[key] = validateProp(key, propOptions, propsData, vm)
  }
  toggleObserving(true)
  // keep a copy of raw propsData
  vm.$options.propsData = propsData
 }

那么，由于上面注释标明的那段代码，msg 的变化通过 _props 的响应式能力，也让子组件重新渲染了，到目前为止，都只有真的用到了 msg 的组件被重新渲染了。

正如官网 api 文档中所说：

vm.$forceUpdate：迫使 Vue 实例重新渲染。注意它仅仅影响实例本身和插入插槽内容的子组件，而不是所有子组件。
—— vm-forceUpdate文档

我们需要知道一个小知识点，vm.$forceUpdate 本质上就是触发了渲染watcher的重新执行，和你去修改一个响应式的属性触发更新的原理是一模一样的，它只是帮你调用了 vm._watcher.update()（只是提供给你了一个便捷的api，在设计模式中叫做门面模式）

slot是怎么更新的？

注意这里也提到了一个细节，也就是插入插槽内容的子组件：

举例来说

假设我们有父组件parent-comp：

<div>
 <slot-comp>
   <span>{{ msg }}</span>
 </slot-comp>
</div>

子组件 slot-comp：

<div>
  <slot></slot>
</div>

组件中含有 slot的更新，是属于比较特殊的场景。

这里的 msg 属性在进行依赖收集的时候，收集到的是 parent-comp 的`渲染watcher。（至于为什么，你看一下它所在的渲染上下文就懂了。）

那么我们想象 msg 此时更新了，

<div>
 <slot-comp>
   <span>{{ msg }}</span>
 </slot-comp>
</div>

这个组件在更新的时候，遇到了一个子组件 slot-comp，按照 Vue 的精确更新策略来说，子组件是不会重新渲染的。

但是在源码内部，它做了一个判断，在执行 slot-comp 的 prepatch 这个hook的时候，会执行 updateChildComponent 逻辑，在这个函数内部会发现它有 slot 元素。

 prepatch (oldVnode: MountedComponentVNode, vnode: MountedComponentVNode) {
  const options = vnode.componentOptions
  // 注意 这个child就是 slot-comp 组件的 vm 实例，也就是咱们平常用的 this
  const child = vnode.componentInstance = oldVnode.componentInstance
  updateChildComponent(
   child,
   options.propsData, // updated props
   options.listeners, // updated listeners
   vnode, // new parent vnode
   options.children // new children
  )
 },

在 updateChildComponent 内部

 const hasChildren = !!(
  // 这玩意就是 slot 元素
  renderChildren ||        // has new static slots
  vm.$options._renderChildren || // has old static slots
  parentVnode.data.scopedSlots || // has new scoped slots
  vm.$scopedSlots !== emptyObject // has old scoped slots
 )

然后下面走一个判断

 if (hasChildren) {
  vm.$slots = resolveSlots(renderChildren, parentVnode.context)
  vm.$forceUpdate()
 }

这里调用了 slot-comp 组件vm实例上的 $forceUpdate，那么它所触发的渲染watcher就是属于slot-comp的渲染watcher了。
总结来说，这次 msg 的更新不光触发了 parent-comp 的重渲染，也进一步的触发了拥有slot的子组件 slot-comp 的重渲染。
它也只是触发了两层渲染，如果 slot-comp 内部又渲染了其他组件 slot-child，那么此时它是不会进行递归更新的。（只要 slot-child 组件不要再有 slot 了）。

比起 React 的递归更新，是不是还是好上很多呢？

赠礼一个小issue

有人给 Vue 2.4.2 版本提了一个issue，在下面的场景下会出现 bug。

let Child = {
 name: "child",
 template:
  '<div><span>{{ localMsg }}</span><button @click="change">click</button></div>',
 data: function() {
  return {
   localMsg: this.msg
  };
 },
 props: {
  msg: String
 },
 methods: {
  change() {
   this.$emit("update:msg", "world");
  }
 }
};

new Vue({
 el: "#app",
 template: '<child :msg.sync="msg"><child>',
 beforeUpdate() {
  alert("update twice");
 },
 data() {
  return {
   msg: "hello"
  };
 },
 components: {
  Child
 }
});

具体的表现是点击 click按钮，会 alert 出两次 update twice。这是由于子组件在执行 data 这个函数初始化组件的数据时，会错误的再收集一遍 Dep.target （也就是渲染watcher）。

由于数据初始化的时机是 beforeCreated -> created 之间，此时由于还没有进入子组件的渲染阶段， Dep.target 还是父组件的渲染watcher。

这就导致重复收集依赖，重复触发同样的更新

怎么解决的呢？很简单，在执行 data 函数的前后，把 Dep.target 先设置为 null 即可，在 finally 中再恢复，这样响应式数据就没办法收集到依赖了。

export function getData (data: Function, vm: Component): any {
 const prevTarget = Dep.target
+ Dep.target = null
 try {
  return data.call(vm, vm)
 } catch (e) {
  handleError(e, vm, `data()`)
  return {}
+ } finally {
+  Dep.target = prevTarget
 }
}

后记

如果你对于 Dep.target、渲染watcher等概念还不太理解，可以看我写的一篇最简实现 Vue 响应式的文章，欢迎阅读：
手把手带你实现一个最精简的响应式系统来学习Vue的data、computed、watch源码

本文也存放在我的Github博客仓库中，欢迎订阅和star。

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