摘要：Vue 的相关技术原理成为了前端岗位面试中的必考知识点，掌握 Vue 对于前端工程师来说更像是一门“必修课”。

本文原作者为尹婷，擅长前端组件库研发和微信机器人。

我们发现， Vue 越来越受欢迎了。

不管是 BAT 大厂，还是创业公司，Vue 都被广泛的应用。对比 Angular 和 React，三者都是非常优秀的前端框架，但从 GitHub 上来看，Vue 已经达到了 170 万的 Star。Vue 的相关技术原理也成为了前端岗位面试中的必考知识点，掌握 Vue 对于前端工程师来说更像是一门“必修课”。为此，华为云社区邀请了 90 后前端开发工程师尹婷带来了《Vue3.0 新特性介绍以及搭建一个 vue 组件库》的分享。

了解 Vue3.0 先从六大特性说起

Vue.js 是一个 JavaScriptMVVM 库，是一套构建用户界面的渐进式框架。在 2019 年 10 月 05 日凌晨，Vue3 的源代码 alpha。目前已经发布正式版，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 主要是框架内部的性能优化，相对比较底层，本文会主要为大家介绍前四个特性的解读。

Tree Shaking

大多数编译器都会为我们的代码进行一个死代码的去除工作。首先我们要了解一下，什么是死代码呢？

以下几个特性的代码，我们把它称之为死代码：代码不会被执行，不可到达；代码执行的结果不会被用到；代码只会影响死变量（只写不读）。比如我们给一个变量赋值，但是并没有去用这个变量，那么这就是一个死变量。这就是在我们定义阶段会把它去除的一部分，比如说 roll up 消除死代码的工作。

如上图示例，左边是开发的源码提供的两个函数，但最终只用到了 baz 函数。在最后打包的时候，会把 foo 函数去除掉，只把 baz 这个函数打包进浏览器里面运行。Tree Shaking 是消除死代码的一种方式，更关注于无用模块的消除，消除那些引用了但并没有被使用的模块。

左边这块代码，export 有两个函数，一个是 post，一个是 get，但是在我们生产里边真正使用到只有 post。那么 rollup 在打包之后，就会直接消除掉 get 的函数，然后只把 post 的函数打包进入我们的生产里。除了 rollup 支持这个特性外，webpack 也支持。

接下来，我们看一下 VUE3.0 对 Tree Shaking 的支持都做了哪些事情？

首先以 VUE2 和 VUE3 对 nextTick 的使用进行对比：VUE2 把 nextTick 挂载到 VUE 实例上的一个 global API 式；VUE3 先把 nextTick 模块剔除，在要使用的时候，再把这个模块引入。

通过这个对比，我们可以看到使用 VUE2 的时候，即使没有 nextTick 或者其他方法，但由于它是一个 GLOBA API，它一定会被挂载到一个实例上，最后打包生产代码的时候，会把这个函数给打包进去，这一段代码进而也会影响到文件体积。在 VUE3.0 如果不需要这个模块的话，最后打包的这个文件里边就不会有这一块代码。通过这种方式就减少了最后生产代码的体积。

当然，不只是 nextTick，在 VUE3.0 内部也做了其他很多 tree-shaking。例如：如果不使用 keep-alive 组件或 v-show 指令，它会少引入很多跟 keep-alive 或者 v-show 不相关的包。

上图为 Vue2.0 的这段代码，左边是引入 utils 函数，然后把这个函数指为 mixins。这一段代码是在 Vue2 里边是最常用到的，但这段代码是有问题的。

如果对这个项目不熟悉，第一次看到这个代码的时候，由于不知道这个 utils 里边有哪些属性和方法，也就是说这个 mixins 对于开发者就是个黑盒。很容易遇到一种场景：在开发组件初期，应用了 mixins 的一个方法，现在不需要使用该方法了，在删除的过程发现不知道其他的地方是否引用过 mixins 其他的属性和方法。

Composition

如果使用的是 Vue3.0 的 Composition，该怎么规避这个问题呢？如上图所示，假设它是一个组件实例，我们使用 useMouse 函数并返回了 X 和 Y 两个变量。从左边代码可以看到 useMouse 函数就是根，它监听了鼠标的移动事件之后，返回了鼠标的 XY 坐标。通过这种方式来组织代码，就可以很明确的知道这个函数返回的变量和改变的值。

接下来我们再看一个 Composition 的例子：左边是在 Vue2 中最常用的一段代码，首先在 data 里边声明 first name 和 last name，然后在回帖的时候去请求接口，拿到接口返回到值，在 computed 之后获取他的 full Name。那么，这段代码的问题是什么呢？

这里的 computed，因为我们不知道返回的 full Name 的逻辑是什么。在获取了 data 之后，是希望通过 data 的返回值来拿到它的 first name 和 last name，然后来获取它的 full name。但是这一段代码的逻辑在获取接口之后就已经断掉，这就是 Vue2.0 设计不合理的一个地方，导致我们的逻辑是分裂派的，分裂在个配置下。那么，如果用 Composition 的话，怎么样实现呢？

请求接口之后，直接拿到它的返回数据，然后把这个返回数据的值赋给 computed 函数里，这里就可以拿到 full Name。通过这段代码可以看到，逻辑是更加的聚合了。

如何做到使用 useMouse 函数，里边的变量也是可响应的。在 Vue 3.0 中提供了两个函数：reactive 和 ref。reactive 可以传一个对象进去，然后这个函数返回之后的 state，是可响应的；ref 是直接传一个值进去，然后返回到看法对象，它也是可响应的。如果我们在 setup 函数里边返回一个可响应值的对象，是可以在字符串模板渲染的时候使用。比如，有时候我们直接在修改 data 的时候，视图也会相应的改变。

Vue2 中，一般会采用 mixins 来复用逻辑代码，但存在一些问题：例如代码来源不清晰、方法属性等冲突。基于此，在 vue3 中引入了 Composition API（组合 API），使用纯函数分隔复用代码，和 React 中的 hooks 的概念很相似。

Composition 的优点是暴露给模板的属性来源清晰，它是从函数返回的；第二，可以进行逻辑重用；第三，返回值可以被任意的命名，不存在秘密空间的冲突；第四，没有创建额外的组件实力带来的性能损耗。

以前我们如果想要获取一个响应式的 data，我们必须要把这个 data 放在 component 里边，然后在 data 里边进行声明，这样的话才能使这个对象是可响应的，现在可直接使用 reactive 和 ref 函数就可以使被保变成可响应的。

Fragment

在书写 vue2 时，由于组件必须只有一个根节点，很多时候会添加一些没有意义的节点用于包裹。Fragment 组件就是用于解决这个问题的（这和 React 中的 Fragment 组件是一样的）。

Fragment 其实就是在 Vue2 的一个组间里边，它的 template 必须要有一个根的 DIV 把它包住，然后再写里边的 you。在 Vue3，我们就不需要这个根的 DIV 来把这个组件包住了。上图就是 2 和 3 的对比。

Teleport

Teleport 其实就是 React 中的 Portal。Portal 提供了一种将子节点渲染到存在于父组件以外的 DOM 节点的优秀的方案。Teleport 提供一个 Teleport 的组件，会指定一个目标的元素，比如说这里指定的是 body，然后 Teleport 任何的内容都会渲染到这个目标元素中，也就是说下面的这一部分 Teleport 代码，它会直接渲染到 body。

那么关于 Teleport 应用的位置，我们可以为大家举个例子来说明一下。比如说我们在做组件的时候，经常会实现一个 dialog。dialog 的背景是一个黑的铺满全屏 DIV，我们对它的布局是 position: absolute。如果父级元素是 relative 布局，我们的这个背景层就会受它的父元素的影响。那么此时，如果用 Teleport 直接把父组件定为 body，这样它就不会再受到副组件元素样式的影响，就可以确认一个我们想要的黑色背景画。

下面我写一下 react 和 vue 的 diff 算法的比对,我是一边写代码，一边写文章，整理一下思路。注：这里只讨论 tag 属性相同并且多个 children 的情况，不相同的 tag 直接替换，删除，这没啥好写的。

用这个例子来说明：

简单 diff，把原有的删掉，把更新后的插入。

变化前后的标签都是 li，所以只用比对 vnodeData 和 children 即可，复用原有的 DOM。

先只从这个例子出发,我只用遍历旧的 vnode，然后把旧的 vnode 和新的 vnode patch 就行。

这样就省掉移除和新增 dom 的开销，现在的问题是，我的例子刚好是新旧 vnode 数量一样，如果不一样就有问题，示例改成这样：

实现思路改成：先看看是旧的长度长，还是新的长，如果旧的长，我就遍历新的，然后把多出来的旧节点删掉，如果新的长，我就遍历旧的，然后多出来的新 vnode 加上。

仍然有可优化的空间，还是下面这幅图：

通过我们上面的 diff 算法，实现的过程会比对 preve vnode 和 next vnode，标签相同，则只用比对 vnodedata 和 children。发现

 标签的子节点（文本节点 a,b,c）不同，于是分别删除文本节点 a,b,c，然后重新生成新的文本节点 c,b,a。但是实际上这几个

 只是位置不同，那优化的方案就是复用已经生成的 dom，把它移动到正确的位置。

怎么移动？我们使用 key 来将新旧 vnode 做一次映射。

首先我们找到可以复用的 vnode，可以做两次遍历，外层遍历 next vnode，内层遍历 prev vnode

如果 next vnode 和 prev vnode 只是位置移动，vnodedata 和 children 没有任何变动，调用 patchVnode 之后不会有任何 dom 操作。

接下来只需要把这个 key 相同的 vnode 移动到正确的位置即可。我们的问题变成了怎么移动。

首先需要知道两个事情:

· 每一个 prev vnode 都引用了一个真实 dom 节点，每个 next vnode 这个时候都没有真实 dom 节点。

· 调用 patchVnode 的时候会把 prevVnode 引用的真实 Dom 的引用赋值给 nextVnode，就像这样：

还是拿上面的例子，外层遍历 next vnode,遍历第一个元素的时候， 第一个 vnode 是 li©，然后去 prev vnode 里找，在最后一个节点找到了，这里外层是第一个元素，不做任何移动的操作，我们记录一下这个 vnode 在 prevVnode 中的索引位置 lastIndex，接下来在遍历的时候，如果 j<lastIndex，说明原本 prevVnode 在前面的元素，在 nextVnode 中变到了后面来了，那么我们就把 prevVnode[j]放到 nextVnode[i-1]的后面。

这里多说一句，dom 操作的 api 里，只有 insertBefore()，没有 insertAfter()。也就是说只有把某个 dom 插入到某个元素前面这个方法，没有插入到某个元素后面这个方法，所以我们只能用 insertBefore()。那么思路就变成了，当 j<lastIndex 的时候，把 prevChildren[j]插入到 nextVnode[i-1]的真实 dom 的后面元素的前面。

当 j>=lastIndex 的时候，说明这个顺序是正确的的，不用移动，然后把 lastIndex = j;

也就是说，只把 prevVnode 中后面的元素往前移动，原本顺序是正确的就不变。

现在我们的 diff 的代码变成了这样：

同样的问题，如果新旧 vnode 的元素数量一样，那就已经可以工作了。接下来要做的就是新增节点和删除节点。

首先是新增节点，整个框架中将 vnode 挂载到真实 dom 上都调用 patch 函数，patch 里调用 createElm 来生成真实 dom。按照上面的实现，如果 nextVnode 中有一个节点是 prevVnode 中没有的，就有问题：

在 prevVnode 中找不到 li(d)，那我们需要调用 createElm 挂在这个新的节点，因为这里的节点需要超入到 li(b)和 li©之间，所以需要用 insertBefore()。在每次遍历 nextVnode 的时候用一个变量 find=false 表示是否能够在 prevVnode 中找到节点，如果找到了就 find=true。如果内层遍历后 find 是 false，那说明这是一个新的节点。

我们的 createElm 函数需要判断一下第四个参数，如果没有就是用 appendChild 直接把元素放到父节点的最后，如果有第四个参数，则需要调用 insertBefore 来插入到正确的位置。

接下来要做的是删除 prevVnode 多余节点：

在 nextVnode 中已经没有 li(d)了，我们需要在执行完上面所讲的所有流程后在遍历一次 prevVnode，然后拿到 nextVnode 里去找，如果找不到相同 key 的节点，那就说明这个节点已经被删除了，我们直接用 removeChild 方法删除 Dom。

完整的代码：https://github.com/TingYinHelen/tempo/blob/main/src/platforms/web/patch.js在 react-diff 分支(目前有可能代码仓库还没有开源，等我实现更完善的时候会开源出来，项目结构可能有变化，看 tempo 仓库就行)

这里我的代码实现的 diff 算法很明显看出来时间复杂度是 O(n2)。那么这里在算法上依然又可以优化的空间，这里我把 nextChildren 和 prevChildren 都设计成了数组的类型，这里可以把 nextChildren、prevChildren 设计成对象类型，用户传入的 key 作为对象的 key，把 vnode 作为对象的 value，这样就可以只循环 nextChildren，然后通过 prevChildren[key]的方式找到 prevChidren 中可复用的 dom。这样就可以把时间复杂度降到 O(n)。

以上就是 react 的 diff 算法的实现。

vue 的 diff 算法

先说一下上面代码的问题，举个例子，下面这个情况：

如果按照 react 的方法，整个过程会移动 2 次：

li©是第一个节点，不需要移动，lastIndex=2

li(b), j=1, j<lastIndex, 移动到 li©后面 (第 1 次移动)

li(a), j=0, j<lastIndex, 移动到 li(b)后面 (第 2 次移动)

但是通过肉眼来看，其实只用把 li©移动到第一个就行，只需要移动 1 一次。

于是 vue2 这么来设计的：

首先找到四个节点 vnode：prev 的第一个，next 的第一个，prev 的最后一个，next 的最后一个，然后分别把这四个节点作比对：1. 把 prev 的第一个节点和 next 的第一个比对；2. 把 prev 的最后一个和 next 的最后一个比对；3.prev 的第一个和 next 的最后一个；4. next 的第一个和 prev 的最后一个。如果找到相同 key 的 vnode，就做移动，移动后把前面的指针往后移动，后面的指针往前移动，直到前后的指针重合，如果 key 不相同就只 patch 更新 vnodedata 和 children。下面来走一下流程：

1. li(a)和 li(b)，key 不同，只 patch，不移动

2. li(d)和 li©，key 不同，只 patch，不移动

3. li(a)和 li©，key 不同，只 patch，不移动

4. li(d)和 li(d)，key 相同，先 patch，需要移动移动，移动的方法就是把 prev 的 li(d)移动到 li(a)的前面。然后移动指针，因为 prev 的最后一个做了移动，所以把 prev 的指向后面的指针往前移动一个，因为 next 的第一个 vnode 已经找到了对应的 dom，所以 next 的前面的指针往后移动一个。

现在比对的图变成了下面这样：

这个时候的真实 DOM：

继续比对

1. li(a)和 li(b)，key 不同，只 patch，不移动。

2. li©和 li©，相同相同，先 patch，因为 next 的最后一个元素也刚好是 prev 的最后一个，所以不移动，prev 和 next 都往前移动指针。

这个时候真实 DOM：

现在最新的比对图：

继续比对

1. li(a)和 li(b)，key 不同，只 patch，不移动。

2. li(b)和 li(a)，key 不同，只 patch，不移动。

3. li(a) 和 li (a)，key 相同，patch，把 prev 的 li(a)移动到 next 的后面指针的元素的后面。

真实的 DOM 变成了这样：

比对的图变成这样：

继续比对：

li(b)和 li(b)的 key 相同，patch，都是前指针相同所以不移动，移动指针

这个时候前指针就在后指针后面了，这个比对就结束了。

这就完成了常规的比对，还有不常规的，如下图：

经过 1，2，3，4 次比对后发现，没有相同的 key 值能够移动。

这种情况我们没有办法，只有用老办法，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，然后获取真实 dom 移动到正确的位置(放到 oldStartIndex 前面)，然后在 prevChildren 中把移动过后的 vnode 设置为 undefined，在下次指针移动到这里的时候直接跳过，并且 next 的 start 指针向右移动。

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++;      }    }  }}

接下来就是新增节点：

这种排列方法，按照上面的方法，经过 1，2，3，4 比对后找不到相同 key，然后然后用 newStartIndex 到老的 vnode 中去找，仍然找不着，这个时候说明是一个新节点，把它插入到 oldStartIndex 前面

最后是删除节点，我把他作为课后作业，同学可以自己实现最后的删除的算法。

完整代码在 https://github.com/TingYinHelen/ tempo 的 vue 分支。

PS.本文部分内容参考自《比对一下 react,vue2.x,vue3.x 的 diff 算法》。

本文分享自华为云社区《90 后小姐姐带你了解 Vue3.0 新特性》，原文作者：技术火炬手。

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