Vue3 的响应式系统嵌套组件更新优化原理

1. 问题背景

在 Vue3 的组件树中，父组件和子组件可能同时依赖同一个响应式数据。当数据变化时，如果不加优化，会导致父组件和子组件同时重新渲染，造成不必要的性能开销。例如：

// 父组件
const data = reactive({ count: 0 });
// 子组件内部也使用了 data.count

当 data.count 变化时，理想情况下只有依赖该数据的最内层组件需要更新，而非整个链路上的组件都更新。Vue3 通过嵌套组件更新优化避免了冗余渲染。

2. 核心原理：渲染上下文与依赖收集

Vue3 的响应式系统通过 effect 跟踪依赖，组件的渲染函数被包裹在一个 effect 中。当组件初始化时，会建立如下关系：

1. 渲染上下文（ComponentRenderContext）：每个组件实例对应一个独立的渲染 effect。
2. 依赖收集（Dependency Tracking）：在渲染过程中，访问响应式数据会触发 getter，将当前组件的 effect 添加到数据的依赖集合中。

关键点：Vue3 会记录当前正在执行的组件渲染 effect，并将其作为“活跃效应”（activeEffect）。

3. 嵌套组件的依赖收集流程

假设父组件（Parent）渲染子组件（Child），且两者都使用了同一个响应式数据 data.count：

1. 父组件渲染阶段：

   • 父组件的 effect 被设置为 activeEffect。
   • 执行父组件模板，遇到 data.count，父组件的 effect 被添加到 data.count 的依赖集合中。
   • 渲染过程中遇到 <Child />，开始渲染子组件。

2. 子组件渲染阶段：

   • Vue3 会暂存父组件的 effect，并将子组件的 effect 设为新的 activeEffect。
   • 执行子组件模板，访问 data.count 时，子组件的 effect 被添加到 data.count 的依赖集合。
   • 子组件渲染完成后，恢复父组件的 effect 为 activeEffect。

此时，data.count 的依赖集合中包含两个 effect：父组件和子组件。

4. 更新优化：避免冗余渲染

当 data.count 变化时，会触发依赖它的所有 effect 重新执行。但直接执行所有 effect 会导致父组件和子组件都重新渲染，而实际上子组件更新后，父组件可能无需更新（例如父组件仅渲染了子组件，自身模板未直接使用 data.count）。

Vue3 的优化策略：

1. 渲染标记（PatchFlag）：编译阶段会分析模板中哪些部分是动态的，并为动态节点标记 PatchFlag（如 TEXT、PROPS）。
2. 靶向更新（Targeted Update）：当数据变化时，Vue3 会检查哪些组件的模板实际依赖了该数据。如果父组件没有直接使用 data.count（仅子组件使用了），则父组件的 effect 会被标记为“无需更新”。

具体实现：

• 在渲染过程中，如果子组件更新后，父组件的渲染结果未变化（通过 PatchFlag 判断），则跳过父组件的重新渲染。
• Vue3 使用 Block Tree 结构管理动态节点，更新时仅遍历动态节点而非整个树。

5. 源码级执行流程

以 data.count 变化为例：

1. 触发 setter：

   // reactive() 的 setter 逻辑  
   trigger(target, TriggerOpTypes.SET, 'count', newValue);  
   

2. 查找依赖 effect：
   • 从 targetMap（全局响应式数据依赖表）中找到 data.count 对应的所有 effect（父组件和子组件的渲染 effect）。
3. 筛选需执行的 effect：
   • 通过 shouldTrack 和 effect.deps 判断哪些 effect 需要执行。
   • 如果父组件没有直接依赖 data.count（依赖集合中无该数据），则跳过父组件 effect。
4. 子组件更新：
   • 执行子组件的渲染 effect，生成新的虚拟 DOM，并通过 PatchFlag 进行靶向更新。

6. 总结

Vue3 的嵌套组件更新优化依赖两个关键机制：

1. 精细的依赖收集：通过活跃效应栈（activeEffect stack）记录嵌套组件的依赖关系。
2. 编译时优化：通过 PatchFlag 和 Block Tree 标记动态节点，更新时跳过无需渲染的组件。

这种优化避免了父子组件重复渲染，提升了大型组件树的性能。