一文详解Vue中keep-alive的实现原理
作者：阿珊和她的猫
引言
在 Vue.js 开发单页面应用（SPA）时，组件的频繁创建和销毁会带来一定的性能开销。为了优化这一问题，Vue 提供了 keep-alive 组件。keep-alive 可以将包裹在其中的组件实例进行缓存，避免重复创建和销毁，从而提升应用的性能和用户体验。本文将深入剖析 keep-alive 的实现原理。
keep-alive 的基本使用
keep-alive 是一个内置组件，使用时只需将需要缓存的组件包裹在 <keep-alive> 标签内。示例如下：
<template>
<div>
<keep-alive>
<component :is="currentComponent"></component>
</keep-alive>
<button @click="toggleComponent">切换组件</button>
</div>
</template>
<script>
import ComponentA from './ComponentA.vue';
import ComponentB from './ComponentB.vue';
export default {
data() {
return {
currentComponent: 'ComponentA'
};
},
components: {
ComponentA,
ComponentB
},
methods: {
toggleComponent() {
this.currentComponent = this.currentComponent === 'ComponentA' ? 'ComponentB' : 'ComponentA';
}
}
};
</script>
在上述代码中，ComponentA 和 ComponentB 会被 keep-alive 缓存，切换时不会重新创建。
keep-alive 的实现原理
1. 缓存机制
keep-alive 内部使用一个对象 cache 来存储缓存的组件实例，键为组件的唯一标识，值为组件实例。同时，使用一个数组 keys 来存储这些组件的键，用于管理缓存的顺序。
2. 组件渲染过程
当 keep-alive 包裹的组件首次渲染时，keep-alive 会正常创建组件实例，并将其缓存到 cache 对象中，同时将对应的键添加到 keys 数组。当再次渲染该组件时，keep-alive 会从 cache 中取出缓存的组件实例进行渲染，而不是重新创建。
3. 生命周期钩子
keep-alive 会影响组件的生命周期钩子。被缓存的组件在首次进入时会触发 activated 钩子，在离开时会触发 deactivated 钩子，而不是 mounted 和 destroyed。这是因为组件实例并没有被真正销毁，只是被隐藏了起来。
4. 源码分析
以下是简化后的 keep-alive 源码分析：
export default {
name: 'keep-alive',
abstract: true, // 抽象组件，不会渲染到 DOM 中
props: {
include: [String, RegExp, Array], // 包含的组件名称
exclude: [String, RegExp, Array], // 排除的组件名称
max: [String, Number] // 最大缓存数量
},
created() {
this.cache = Object.create(null); // 初始化缓存对象
this.keys = []; // 初始化键数组
},
destroyed() {
for (const key in this.cache) {
// 销毁缓存的组件实例
this.pruneCacheEntry(this.cache[key]);
}
},
mounted() {
// 监听 include 和 exclude 的变化
this.$watch('include', val => {
this.pruneCache(name => matches(val, name));
});
this.$watch('exclude', val => {
this.pruneCache(name =>!matches(val, name));
});
},
render() {
const vnode = getFirstComponentChild(this.$slots.default); // 获取第一个子组件的虚拟节点
const componentOptions = vnode && vnode.componentOptions;
if (componentOptions) {
const name = getComponentName(componentOptions); // 获取组件名称
const { include, exclude } = this;
if (
// 判断是否需要缓存
(include && (!name ||!matches(include, name))) ||
(exclude && name && matches(exclude, name))
) {
return vnode;
}
const { cache, keys } = this;
const key = vnode.key == null
? componentOptions.Ctor.cid + (componentOptions.tag ? `::${componentOptions.tag}` : '')
: vnode.key;
if (cache[key]) {
// 从缓存中获取组件实例
vnode.componentInstance = cache[key].componentInstance;
// 调整缓存顺序
remove(keys, key);
keys.push(key);
} else {
// 缓存新的组件实例
cache[key] = vnode;
keys.push(key);
// 超过最大缓存数量时，移除最早的缓存
if (this.max && keys.length > parseInt(this.max)) {
this.pruneCacheEntry(keys[0]);
}
}
vnode.data.keepAlive = true; // 标记组件被缓存
}
return vnode;
},
methods: {
pruneCache(filter) {
for (const key in this.cache) {
const cachedNode = this.cache[key];
if (cachedNode) {
const name = getComponentName(cachedNode.componentOptions);
if (name &&!filter(name)) {
this.pruneCacheEntry(cachedNode);
}
}
}
},
pruneCacheEntry(vnode) {
if (vnode) {
// 销毁组件实例
vnode.componentInstance.$destroy();
this.cache[vnode.key] = null;
remove(this.keys, vnode.key);
}
}
}
};
代码解释
abstract: true：表明keep-alive是一个抽象组件，不会渲染到 DOM 中。created钩子：初始化cache对象和keys数组。destroyed钩子：销毁所有缓存的组件实例。mounted钩子：监听include和exclude的变化，根据条件清理缓存。render方法：- 获取第一个子组件的虚拟节点。
- 判断是否需要缓存该组件。
- 如果组件已缓存，从缓存中获取实例并调整缓存顺序。
- 如果组件未缓存，将其添加到缓存中，并根据
max属性判断是否需要移除最早的缓存。 - 标记组件被缓存。
pruneCache方法：根据过滤条件清理缓存。pruneCacheEntry方法：销毁指定的组件实例并从缓存中移除。
总结
keep-alive 通过内部的缓存机制，避免了组件的重复创建和销毁，提升了应用的性能。它通过 cache 对象和 keys 数组来管理缓存，同时影响组件的生命周期钩子。理解 keep-alive 的实现原理，有助于我们在开发中更好地使用它，优化应用的性能和用户体验。
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