Vue编程三部曲之模型树优化实战代码

　　实践是所有展示最好的方法，因此我觉得可以不必十分细致的，但我们的展示却是整体的流程、输入和输出。现在我们就看看Vue 的指令、内置组件等。也就是第二篇，模型树优化。

　　分析了 Vue 编译三部曲的第一步，「如何将 template 编译成 AST ?」上一篇已经介绍，但我们还是来总结回顾下，parse 的目的是将开发者写的 template 模板字符串转换成抽象语法树 AST ，AST 就这里来说就是一个树状结构的 JavaScript 对象，简单来说就是这个模板，这个对象包含了每一个元素的上下文关系。当整个 parse 的过程是利用很多正则表达式顺序解析模板，当解析到开始标签、闭合标签、文本的时候都会分别执行对应的回调函数，来达到构造 AST 树的目的。

　　当我们的 template 被转换为 AST 之后，接下来我们需要对这棵 AST 语法树做优化。

　　为什么要做优化？

　　在源码的注释中找到了下面这段话：

　　Goal of the optimizer: walk the generated template AST tree and detect sub-trees that are purely static, i.e. parts of the DOM that never needs to change. Once we detect these sub-trees, we can:

　　Hoist them into constants, so that we no longer need to create fresh nodes for them on each re-render;

　　Completely skip them in the patching process.

　　简单理解就是：

　　永远不需要变化的 DOM 就是静态的。

　　重新渲染时，作为常量，无需创建新节点；

　　我们知道Vue 是一个数据驱动视图的响应式框架，但是在开发者书写的 template 中，也不是所有的数据都是响应式的，在首屏渲染完之后有不少数据在不断的变化，既然数据在不断的变压也就表明DOM 不在变化，所以在后续的更新过程进行 patch时完全可以直接跳过他们的比对，从而来提升效率。

　　接下来我们开始 optimize 源码之旅！看看源码中是如何去优化模型树的？

　　optimize

　　template 在经过解析之后，就会进行优化操作。首先这里有一个小逻辑，会判断是否需要进行优化？只有当options.optimize !== false时才会进行优化。

　　大家先看看这个几个小问题：options.optimize为什么需要进行这样的判断了？并且如何能关闭模型树优化的操作了？什么情况下会关闭模型树的优化？

　　var ast = parse(template.trim(), options); 　　if (options.optimize !== false) { 　　optimize(ast, options); 　　}

　　在往下，进入到optimize函数，代码很清楚，优化主要做两件事情：

　　markStatic$1(root) 标记静态节点

　　markStaticRoots(root, false) 标记静态根

　　function optimize (root, options) { 　　if (!root) { return } 　　isStaticKey = genStaticKeysCached(options.staticKeys || ''); 　　isPlatformReservedTag = options.isReservedTag || no; 　　// 第一步：标记所有静态节点。 　　markStatic$1(root); 　　// 第二步：标记静态根 　　markStaticRoots(root, false); 　　}

　　在进行优化操作之前会有两个变量的赋值。

　　isStaticKey

　　获取 genStaticKeysCached 函数返回值, 获取 makeMap 函数返回值引用 。

　　isStaticKey = genStaticKeysCached(options.staticKeys || '');

　　这里简单了解一下涉及到的 makeMap 函数：

　　makeMap 函数首先根据一个字符串生成一个 map，然后根据该 map 产生一个新函数，新函数接收一个字符串参数作为 key，如果这个 key 在 map 中则返回 true，否则返回 undefined。

　　str 一个以逗号分隔的字符串 、expectsLowerCase 是否小写

　　makeMap 函数返回值是一个根据生成的 map 产生的函数

　　function makeMap(str, expectsLowerCase) { 　　var map = Object.create(null); 　　var list = str.split(','); 　　for (var i = 0; i < list.length; i++) { 　　map[list[i]] = true; 　　} 　　return expectsLowerCase ? 　　function(val) { 　　return map[val.toLowerCase()]; 　　} : 　　function(val) { 　　return map[val]; 　　} 　　} 　　function genStaticKeys$1 (keys) { 　　return makeMap( 　　'type,tag,attrsList,attrsMap,plain,parent,children,attrs,start,end,rawAttrsMap' + 　　(keys ? ',' + keys : '') 　　) 　　} 　　function cached (fn) { 　　var cache = Object.create(null); 　　return (function cachedFn (str) { 　　var hit = cache[str]; 　　return hit || (cache[str] = fn(str)) 　　}) 　　}

　　var genStaticKeysCached = cached(genStaticKeys$1);

　　其实我们发过来看看上面的代码，明白了吗？这里大量的使用了闭包，保护和保存数据。这就表明这是在叼的框架，这些基础思维就很显而易见

　　isStaticKey 的值就是利用 makeMap 的返回引用做值的判断。判断节点的属性是否在相对于的范围内：例如有这样一个 template：

　　<div></div>

　　然后parse完之后变成这样一个描述对象，所有属性通过 isStaticKey 判断之后，都在上面列出的属性范围中，都是静态属性，所以这就是一个静态节点。

　　{ 　　"type": 1, 　　"tag": "div", 　　"attrsList": [], 　　"attrsMap": {}, 　　"rawAttrsMap": {}, 　　"children": [], 　　"start": 0, 　　"end": 11, 　　"plain": true 　　}

　　另外一个属性是 isPlatformReservedTag。

　　isPlatformReservedTag

　　isPlatformReservedTag 用于获取编译器选项 isReservedTag 的引用，检查给定的字符是否是保留的标签。

　　isPlatformReservedTag = options.isReservedTag || no;

　　isReservedTag函数如下，用这个函数来判断是否是保留标签，如果一个标签是 html标签或者是 svg标签，那么这个标签就是保留标签。

　　HTML 保留标签

　　'html,body,base,head,link,meta,style,title,'+ 'address,article,aside,footer,header,h1,h2,h3,h4,h5,h6,hgroup,nav,section,'+ 'div,dd,dl,dt,figcaption,figure,picture,hr,img,li,main,ol,p,pre,ul,'+ 'a,b,abbr,bdi,bdo,br,cite,code,data,dfn,em,i,kbd,mark,q,rp,rt,rtc,ruby,'+ 's,samp,small,span,strong,sub,sup,time,u,var,wbr,area,audio,map,track,video,'+ 'embed,object,param,source,canvas,script,noscript,del,ins,'+ 'caption,col,colgroup,table,thead,tbody,td,th,tr,'+ 'button,datalist,fieldset,form,input,label,legend,meter,optgroup,option,'+ 'output,progress,select,textarea,'+

　　'details,dialog,menu,menuitem,summary,'+ 'content,element,shadow,template,blockquote,iframe,tfoot'

　　SVG 保留标签

　　'svg,animate,circle,clippath,cursor,defs,desc,ellipse,filter,font-face,'+ 'foreignObject,g,glyph,image,line,marker,mask,missing-glyph,path,pattern,'+ 'polygon,polyline,rect,switch,symbol,text,textpath,tspan,use,view',

　　var isReservedTag = function(tag) { 　　return isHTMLTag(tag) || isSVG(tag) 　　};

　　并且在后续的节点标记中会被用到。我们在接着往下看，重点来了。

　　标记静态节点

　　function markStatic$1 (node) { 　　// ① 　　node.static = isStatic(node); 　　// ② 　　if (node.type === 1) { 　　if ( 　　!isPlatformReservedTag(node.tag) && 　　node.tag !== 'slot' && 　　node.attrsMap['inline-template'] == null 　　) { 　　return 　　} 　　for (var i = 0, l = node.children.length; i < l; i++) { 　　var child = node.children[i]; 　　markStatic$1(child); 　　if (!child.static) { 　　node.static = false; 　　} 　　} 　　if (node.ifConditions) { 　　for (var i$1 = 1, l$1 = node.ifConditions.length; i$1 < l$1; i$1++) { 　　var block = node.ifConditions[i$1].block; 　　markStatic$1(block); 　　if (!block.static) { 　　node.static = false; 　　} 　　} 　　} 　　} 　　}

　　判断节点状态并标记

　　既然是判断，当然第一步，就是判断阶段状态并标记。在这给 AST 元素节点扩展了static属性，通过 isStatic方法调用后返回值，确认哪些节点是静态的，哪些是动态的。　

　node.static = isStatic(node);

　　那在 Vue 中那些节点算是动态的，那些阶段算是静态的了？我们先回顾一下上一篇文章在讲生成 AST 时，给每一个元素节点标记type类型，一种有type类型几种？

　　没错是三种。

　　type = 1的基础元素节点

　　type = 2含有expression和tokens的文本节点

　　type = 3的纯文本节点或者是注释节点

　　child = { 　　type: 1, 　　tag:"div", 　　parent: null, 　　children: [], 　　attrsList: [] 　　}; 　　child = { 　　type: 2, 　　expression: res.expression, 　　tokens: res.tokens, 　　text: text 　　}; 　　child = { 　　type: 3, 　　text: text 　　}; 　　child = { 　　type: 3, 　　text: text, 　　isComment: true 　　};

　　isStatic函数会根据元素的 type和元素的属性进行节点动静态的判断。

　　如果type = 2说明这一点是一个动态节点，因为包含表达式

　　如果type = 3说明可能是纯文本节点或者是注释节点，可以标记为静态节点

　　如果元素节点有：

　　pre 属性，使用了 v-pre指令，标记为静态节点

　　如果没有动态绑定，没有使用v-if、v-for，不是内置标签（slot,component），是平台保留标签（HTML 标签和 SVG 标签），不是 template 标签的直接子元素并且没有包含在 for 循环中，节点包含的属性只能有 isStaticKey 中指定的几个，那么就标记为静态节点。

　　这样就可以清楚的知道， Vue 会将一个节点标记为动态节点，什么时候会将一个节点标记为静态节点。

　　并且在这里也利用到了上面初始赋值的两个变量，isPlatformReservedTag和 isStaticKey，分别用来判断是否是平台保留标签（HTML 标签和 SVG 标签）和间距判断节点的属性只能有 isStaticKey 中指定的几个。

　　function isStatic(node) { 　　if (node.type === 2) { 　　return false 　　} 　　if (node.type === 3) { 　　return true 　　} 　　return !!(node.pre || ( 　　!node.hasBindings && // no dynamic bindings 　　!node.if && !node.for && // not v-if or v-for or v-else 　　!isBuiltInTag(node.tag) && // not a built-in 　　isPlatformReservedTag(node.tag) && // not a component 　　!isDirectChildOfTemplateFor(node) && 　　Object.keys(node).every(isStaticKey) 　　)) 　　}

　　标记完节点，我们接下往下看。

　　基础元素节点的处理

　　既然已经判断，现在就进入第二步，这里处理的是节点类型 type = 1的几点。也就是我们的元素节点。

　　对于我们的元素节点，如果不是平台保留标签（HTML 标签和 SVG 标签、不是 slot 标签、节点是 inline-template那么就会直接返回。

　　inline-template ：内联模板，一般很少被用到，它是一个特殊的 attribute ，当出现在一个子组件上时，这个组件将会使用其里面的内容作为模板，而不是将其作为被分发的内容。这使得模板的撰写工作更加灵活。但是，在 Vue 3.0 版本去掉了这个内联模板，原因在于 inline-template 会让模板的作用域变得更加难以理解。其实最好就是，请在组件内优先选择 template 选项或 .vue 文件里的一个 <template> 元素来定义模板。

　　然后通过 node.children 找到子节点，递归子节点。如果子节点非静态，那么该节点也标注非静态 。这块设计的不太合理有更多好的优化方案，在 Vue3.0 做了优化，编译阶段对静态模板的分析，编译生成了 Block tree。Block tree 是一个将模版基于动态节点指令切割的嵌套区块，每个区块内部的节点结构是固定的，而且每个区块只需要以一个 Array 来追踪自身包含的动态节点。借助 Block tree，Vue.js 将 vnode 更新性能由与模版整体大小相关提升为与动态内容的数量相关，这是一个非常大的性能突破。

　　if (!child.static) { 　　node.static = false; 　　}

　　最后判断如果节点的 ifConditions 不为空，则遍历 ifConditions拿到所有条件中的 block，block 其实也就是它们对应的 AST 节点，递归执行 markStatic。在这些递归过程中，一旦子节点有不是 static 的情况，则它的父节点的 static 均变成 false。

　　ifConditions 是撒？

　　ifConditions 其实是 if 条件的集合，例如有一个模板如下：

　　<div> 　　<div v-if={show}>hello, {{ text }}，{{ message }}</div> 　　<div v-else-if={show1}>hello, world</div> 　　<div v-else>撒也没有！</div> 　　</div>

　　那在 parse阶段就会在的 AST 节点中就会给相对于元素的ifConditions添加关联的所有判断集合。

　　并且每一个ifConditions元素 的block描述就是判断的节点内容。

　　接下来看下 markStaticRoots。

　　标记静态根

　　function markStaticRoots (node: ASTNode, isInFor: boolean) { 　　if (node.type === 1) { 　　if (node.static || node.once) { 　　node.staticInFor = isInFor 　　} 　　if (node.static && node.children.length && !( 　　node.children.length === 1 && 　　node.children[0].type === 3 　　)) { 　　node.staticRoot = true 　　return 　　} else { 　　node.staticRoot = false 　　} 　　if (node.children) { 　　for (let i = 0, l = node.children.length; i < l; i++) { 　　markStaticRoots(node.children[i], isInFor || !!node.for) 　　} 　　} 　　if (node.ifConditions) { 　　for (let i = 1, l = node.ifConditions.length; i < l; i++) { 　　markStaticRoots(node.ifConditions[i].block, isInFor) 　　} 　　} 　　} 　　}

　　标记静态根节点，整体逻辑大致分为三步：

　　第一步，已经是 static 的节点或者是 v-once 指令的节点，设置 node.staticInFor = isInFor。

　　第二步，对于 staticRoot 的判断逻辑。

　　第三步，遍历 children 以及 ifConditions，递归执行 markStaticRoots。

　　注意这里的根节点不一定就是 template 最外层的节点，也可能是内部的节点。

　　什么节点会成为静态根？

　　从源码来看，一个节点要想成为静态根，必须满足以下几个条件：

　　自生是一个静态节点

　　包含子元素

　　子节点不能仅为一个文本节点（排除注释节点，原因在于除非手动开启保留注释，否则注释节点不会存在）

　　为什么子节点不能仅为一个文本节点？

　　Vue 官方说明是，如果子节点只有一个纯文本节点，要是优化就是消耗的成本比好处要多的多。简单来说就是选择成本少的。

　　但我们也可以思考下，不优化原因有哪些？

　　标记静态节点和静态根节点有什么区别？

　　回顾之前这两个标记函数，发现是先将每一个节点都处理了，给每一个节点都加上标记之后，然后利用节点的状态来判断根节点的状态。这样可以利用子节点反推根节点。这就好比：「一个组内部大家都是前端开发，那么间接可以推断，这个组的小组长也是前端开发（当然不是绝对的哈，只是比方）」。

　　静态根节点和静态节点有一种大包小感觉，利用静态节点的标记函数，间接给静态根节点的标记函数服务。并且通过静态节点的标记函数添加的 static 属性，并不会在后续 DOM 的处理和 render 上使用。但是通过静态根节点的标记函数添加的 staticRoot 属性会在 render中使用。

　　总结

　　至此分析完了 optimize 的过程。

　　optimize前 AST 是这样的：

　　optimize后 AST 多了static和staticRoot标记：

　　我们知道整个optimize 的过程，就是将整个AST 树都进行深度遍历，每一颗子树都要去检测它的是不是静态节点，这个节是静态节点表示生成的 DOM 永远不需要改变，在优化的时候极大的优化作用，提升了运行效率。