Vue3 的 SFC 编译优化之 Block 和 PatchFlag 协同工作原理

描述
Vue3 的 SFC（单文件组件）编译优化中，Block 和 PatchFlag 是两个关键概念，它们协同工作以提升虚拟 DOM 的 Diff 效率。Block 用于标记动态子树的范围，而 PatchFlag 则标识动态节点的具体变更类型。这种协同机制避免了全树 Diff，仅针对动态部分进行靶向更新。

解题过程

1. Block 的作用与结构

   • Block 是一个特殊的虚拟节点，它包裹一个动态子树（包含至少一个动态节点）。
   • 在编译阶段，编译器会识别模板中的动态结构（如 v-if、v-for），将其转换为 Block 节点。
   • Block 节点会记录其内部的动态子节点（通过 dynamicChildren 数组），这样在更新时可直接遍历这些节点，跳过静态内容。
   • 示例：

     <div>
       <span>静态文本</span>
       <p>{{ dynamicText }}</p>
     </div>
     

     编译后，外层 div 会成为一个 Block，其 dynamicChildren 包含 <p> 节点。

2. PatchFlag 的标记机制

   • PatchFlag 是编译时为动态节点添加的数值标记，用二进制位表示节点的更新类型（如文本变化、属性变化）。
   • 常见标记：1（文本变化）、2（class 变化）、4（style 变化）。多个标记可通过按位或合并。
   • 示例：

     <p :class="{ active: isActive }">{{ text }}</p>
     

     该节点会获得 PatchFlag：1 | 2（文本和 class 可能变化）。

3. 协同工作流程

   • 编译阶段：
     • 编译器遍历模板，为动态节点添加 patchFlag，并将动态节点关联到最近的 Block 的 dynamicChildren 中。
     • 遇到结构性指令（如 v-if）时，会创建一个新的 Block，形成 Block Tree 的嵌套结构。
   • 更新阶段：
     • 当数据变化时，响应式系统触发组件更新。
     • 对比新旧虚拟 DOM 时，通过 Block 的 dynamicChildren 直接定位动态节点，无需递归整个树。
     • 对每个动态节点，根据其 patchFlag 执行靶向更新（如仅对比文本或属性）。

4. 性能优势

   • 减少 Diff 范围：Block 将 Diff 限制在动态子树内，静态内容被完全跳过。
   • 精准更新：PatchFlag 使更新时仅处理变化的部位，避免无谓对比。
   • 示例：若只有文本变化，则直接更新文本节点，无需检查属性或子节点。

总结
Block 和 PatchFlag 的协同将传统虚拟 DOM 的全树 Diff 优化为动态靶向更新。Block 界定更新范围，PatchFlag 明确更新类型，二者结合大幅提升了 Vue3 的渲染性能。