【手撕源码】vue2.x中keep-alive源码解析

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一、前世尘缘

vue中内置组件keep-alive的设计思想源于HTTP中的Keep-Alive模式,Keep-Alive模式避免频繁创建、销毁链接,允许多个请求和响应使用同一个HTTP链接。
HTTP 1.0 中keep-alive默认是关闭的,需要在HTTP头加入"Connection: Keep-Alive",才能启用Keep-Alive;HTTP 1.1中默认启用Keep-Alive,如果加入"Connection: close ",才关闭。目前大部分浏览器都是用HTTP 1.1协议。

二、keep-alive内置组件

作用:动态切换组件时缓存组件实例,避免dom重新渲染。

1.缓存动态组件

当组件为***ponentOne时缓存该组件实例

<keep-alive :include="***ponentOne`" :exclude="***ponentTwo" :max="num"> 
    <***ponent :is="current***ponent"></***ponent> 
</keep-alive>

2.缓存路由组件

注意缓存路由组件vue2.x与vue3.x有区别,vue2.x用法如下:

<keep-alive :include="***ponentOne`" :exclude="***ponentTwo" :max="num"> 
    <router-view :is="current***ponent"></router-view> 
</keep-alive>

vue3.x用法如下:

<router-view v-slot="{ ***ponent }">
   <keep-alive :include="includeList">
	    <***ponent :is="***ponent"/>
   </keep-alive>
</router-view>

3.原理解析

缓存的组件以 [key,vnode] 的形式记录,keys记录缓存的组件key,依据inclued、exclude的值,并且当超过设置的max根据LUR算法进行清除。vue2.x和vue3.x相差不大。

(1)keep-alive 在生命周期中做了什么?

  • created:初始化catch,keys。catch是一个缓存组件虚拟dom的数组,其中数组中对象的key是组件的key,value是组件的虚拟dom;keys是一个用来缓存组件的key的数组。
  • mounted:实时监听include、exclude属性的变化,并执行相应操作。
  • destroyed:删除掉所有缓存相关的数据。

(2)源码

地址:源码地址

// 源码位置:src/core/***ponents/keep-alive.js
export default {
  name: 'keep-alive',
  abstract: true,
  props: {
    include: patternTypes,
    exclude: patternTypes,
    max: [String, Number]
  },
  created () {
    this.cache = Object.create(null)
    this.keys = []
  },
  destroyed () {
    for (const key in this.cache) {
      pruneCacheEntry(this.cache, key, this.keys)
    }
  },
  mounted () {
   //查看是否有缓存没有缓存的话直接走缓存
    this.cacheVNode()
    // 这里借助 watch 监控 include  和 exclude 
  // 如果有变化的话,则按照最新的 include 和 exclude 更新 this.cache
  // 将不满足 include、exclude 限制的 缓存vnode 从 this.cache 中移除  
  this.$watch('include', val => {
      pruneCache(this, name => matches(val, name))
    })
    this.$watch('exclude', val => {
      pruneCache(this, name => !matches(val, name))
    })
  },
  updated() {
    this.cacheVNode()
  },
  methods:{
   cacheVNode() {
      const { cache, keys, vnodeToCache, keyToCache } = this
      if (vnodeToCache) {
        const { tag, ***ponentInstance, ***ponentOptions } = vnodeToCache
        cache[keyToCache] = {
          name: _get***ponentName(***ponentOptions),
          tag,
          ***ponentInstance
        }
        keys.push(keyToCache)
        // prune oldest entry
        if (this.max && keys.length > parseInt(this.max)) {
          pruneCacheEntry(cache, keys[0], keys, this._vnode)
        }
        this.vnodeToCache = null
      }
    }
 },
  render(){
    //下面详细介绍
  }
}

(3)abstract:true

设置为true时,表面该组件为抽象组件,抽象组件不会和子组件建立父子关系,组件实例会根据这个属性决定是否忽略该组件,所以并不会有节点渲染在页面中。

(4)pruneCacheEntry函数

destoryed周期中循环了所有缓存的组件,并用 pruneCacheEntry进行处理,pruneCacheEntry做了什么事?

// src/core/***ponents/keep-alive.js

function pruneCacheEntry (
  cache: VNodeCache,
  key: string,
  keys: Array<string>,
  current?: VNode
) {
  const cached = cache[key]
  if (cached && (!current || cached.tag !== current.tag)) {
    cached.***ponentInstance.$destroy() // 执行组件的destory钩子函数
  }
  cache[key] = null  // cache中对象的key设为null
  remove(keys, key) // 删除keys对应的元素
}

destoryed周期中,删除缓存组件的所有数组,pruneCacheEntry主要做了这几件事:

  • 遍历缓存组件集合(cach),对所有缓存的组件执行$destroy方法
  • 清除cache中key的值
  • 清除keys中的key

(5)render

render中主要做了什么?

  • 获取keep-alive组件子节点中第一个组件的vnode、***ponentOptions、name
  • 如果name存在且不在include中或者存在在exclude中,则返回虚拟dom。此时该组件并没有使用缓存。
  • 接下来就是上面的else情况:使用keep-alive进行组件缓存,根据组件id,tag生成组件的key,如果cache集合中存在以key为属性名的vdom,,说明组件已经缓存过,则将缓存的 Vue 实例赋值给 vnode.***ponentInstance,从keys中删除key,再把key push导keys中,保证当前key在keys的最后面(这是LRU算法的关键)。如果不存在则继续走下面
  • 如果cach[key]不存在则为第一次加载组件,则把vdom赋值给cach[key],key push到key
  • 如果keys的长度大于max,则进行组件缓存清理,则把不经常使用的被缓存下来的在keys中排第一位的组件清除掉,清除也是调用的pruneCacheEntry方法
render () {
	// 获取 keep-alive 组件子节点中的第一个组件 vnode
    const slot = this.$slots.default
    const vnode = getFirst***ponentChild(slot)
    // 获取组件的配置选项对象
    const ***ponentOptions = vnode && vnode.***ponentOptions
    if (***ponentOptions) {
      // 获取组件的名称
      const name = _get***ponentName(***ponentOptions)
      const { include, exclude } = this
       // 如果当前的组件 name 不在 include 中或者组件的 name 在 exclude 中
		  // 说明当前的组件是不被 keep-alive 所缓存的,此时直接 return vnode 即可
      if (
        // not included
        (include && (!name || !matches(include, name))) ||
        // excluded
        (exclude && name && matches(exclude, name))
      ) {
        return vnode
      }
     // 代码执行到这里,说明当前的组件受 keep-alive 组件的缓存
      const { cache, keys } = this
        // 定义 vnode 缓存用的 key
      const key =
        vnode.key == null
          ? // same constructor may get registered as different local ***ponents
            // so cid alone is not enough (#3269)
            ***ponentOptions.Ctor.cid +
            (***ponentOptions.tag ? `::${***ponentOptions.tag}` : '')
          : vnode.key
           // 如果 cache[key] 已经存在的话,则说明当前的组件 vnode 已经被缓存过了,此时需要将其恢复还原出来
      if (cache[key]) {
      	// 将缓存的 Vue 实例赋值给 vnode.***ponentInstance
        vnode.***ponentInstance = cache[key].***ponentInstance
        // make current key freshest
        	// 先从 keys 中移除 key,然后再 push key,这可以保证当前的 key 在 keys 数组中的最后面
        remove(keys, key)
        keys.push(key)
      } else {
        // delay setting the cache until update
        	// 如果 cache[key] 不存在的话,说明当前的子组件是第一次出现,此时需要将 vnode 缓存到 cache 中,将 key 存储到 keys 字符串数组中。这里是用一个中间变量接收,当数据变化时触发updated去调用cacheVNode方法。
        this.vnodeToCache = vnode
        this.keyToCache = key
      }

      // @ts-expect-error can vnode.data can be undefined
       // 将 vnode.data.keepAlive 属性设置为 true,这对 vnode 有一个标识的作用,标识这个
		  // vnode 是 keep-alive 组件的 render 函数 return 出去的,这个标识在下面的运行代码中有用
      vnode.data.keepAlive = true
    }
    return vnode || (slot && slot[0])
  }

三、LRU算法

缓存的组件在进行清除的时候使用了LRU算法,具体是什么策略呢?当数据超过了限定空间的时候对数据清理,清理的原则是对很久没有使用到过的数据进行清除

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