Vue3 的编译优化之 Block 的边界检测与动态节点收集策略

知识点描述：
在 Vue3 的编译优化中，Block 是实现靶向更新的核心概念。Block 是一个特殊的虚拟节点，它能够追踪其内部所有的动态节点，实现精确的更新。本知识点将深入解析：

1. Block 如何检测自身边界（确定哪些节点属于当前 Block）
2. Block 如何收集其内部的动态节点
3. 动态节点收集的优化策略和特殊处理

解题过程循序渐进讲解：

第一步：Block 的基本概念与作用

• Block 本质上是一个特殊的 VNode，它内部维护一个 dynamicChildren 数组
• 这个数组存储了当前 Block 内部所有包含动态绑定的子节点
• 在更新时，只需要对比 dynamicChildren 中的节点，而不是全量对比所有子节点
• 这实现了"靶向更新" - 只更新需要更新的部分

第二步：边界检测 - 如何确定 Block 的范围

1. 入口检测：

   • 模板中的根节点会自动成为一个 Block
   • 带有 v-if、v-for、<slot> 的节点也会创建新的 Block
   • 这是因为这些结构可能导致子节点结构发生变化

2. 静态节点处理：

   // 编译前模板
   <div>
     <h1>静态标题</h1>
     <p>{{ dynamicText }}</p>
   </div>
   
   // 编译后
   const _hoisted_1 = createVNode("h1", null, "静态标题")
   
   function render() {
     return createBlock("div", null, [
       _hoisted_1,  // 静态提升的节点
       createVNode("p", null, toDisplayString(dynamicText), 1 /* TEXT */)
     ])
   }
   

   • 静态节点会被提升到渲染函数外部
   • 只有包含动态绑定的节点才会在渲染函数内部创建
   • Block 只收集渲染函数内部创建的动态节点

3. 嵌套 Block 处理：

   // 带有 v-if 的嵌套结构
   <div>
     <div v-if="show">
       <span>{{ dynamicText }}</span>
     </div>
   </div>
   
   // 编译后
   function render() {
     return createBlock("div", null, [
       (openBlock(), createBlock("div", { key: 0 }, [
         createVNode("span", null, toDisplayString(dynamicText), 1 /* TEXT */)
       ]))
     ])
   }
   

   • 外层 div 是一个 Block
   • 内层 v-if 的 div 是另一个独立的 Block
   • 每个 Block 只收集自己直接子节点中的动态节点
   • 嵌套 Block 之间是独立的，不互相包含动态节点

第三步：动态节点收集的具体实现

1. openBlock() 函数的作用：

   // 编译时注入的辅助函数
   let currentBlock = null
   
   function openBlock() {
     currentBlock = []
   }
   
   function createBlock(type, props, children, patchFlag) {
     const vnode = createVNode(type, props, children, patchFlag)
   
     if (currentBlock !== null) {
       // 将当前节点添加到父 Block 的 dynamicChildren 中
       if (vnode.patchFlag > 0) {
         currentBlock.push(vnode)
       }
     }
   
     return vnode
   }
   

2. 动态节点的判断标准：

   // PatchFlag 枚举值
   const enum PatchFlags {
     TEXT = 1,        // 动态文本内容
     CLASS = 2,       // 动态 class
     STYLE = 4,       // 动态 style
     PROPS = 8,       // 动态 props（非 class/style）
     FULL_PROPS = 16, // 有动态 key 的 props
     HYDRATE_EVENTS = 32,
     STABLE_FRAGMENT = 64,
     KEYED_FRAGMENT = 128,
     UNKEYED_FRAGMENT = 256,
     NEED_PATCH = 512,
     DYNAMIC_SLOTS = 1024,
     DEV_ROOT_FRAGMENT = 2048,
     HOISTED = -1,    // 静态提升的节点
     BAIL = -2        // 需要全量比较
   }
   

   • 只有 patchFlag > 0 的节点才会被收集到 dynamicChildren 中
   • patchFlag === -1（HOISTED）表示静态节点，不收集
   • patchFlag === -2（BAIL）表示复杂情况，退出优化模式

3. 收集过程示例：

   // 模板
   <div>
     <span>{{ count }}</span>
     <button @click="increment">+1</button>
     <p>静态文本</p>
   </div>
   
   // 编译后的渲染函数
   function render() {
     return (openBlock(), createBlock("div", null, [
       createVNode("span", null, toDisplayString(count), 1 /* TEXT */),
       createVNode("button", { onClick: increment }, "+1", 8 /* PROPS */, ["onClick"]),
       createVNode("p", null, "静态文本")
     ]))
   }
   
   // 执行过程：
   // 1. openBlock() 创建一个空的 currentBlock
   // 2. 创建 span 节点，patchFlag = 1，被收集
   // 3. 创建 button 节点，patchFlag = 8，被收集  
   // 4. 创建 p 节点，没有 patchFlag，不被收集
   // 5. createBlock 将收集到的节点存入 dynamicChildren
   

第四步：特殊场景与优化策略

1. 条件渲染的优化处理：

   // v-if/v-else-if/v-else
   <div>
     <div v-if="type === 'A'">内容A</div>
     <div v-else-if="type === 'B'">{{ dynamicText }}</div>
     <div v-else>内容C</div>
   </div>
   
   // 编译优化
   function render() {
     if (type === 'A') {
       return (openBlock(), createBlock("div", null, [
         createVNode("div", null, "内容A")
       ]))
     } else if (type === 'B') {
       return (openBlock(), createBlock("div", null, [
         createVNode("div", null, toDisplayString(dynamicText), 1 /* TEXT */)
       ]))
     } else {
       return (openBlock(), createBlock("div", null, [
         createVNode("div", null, "内容C")
       ]))
     }
   }
   

   • 每个分支都是独立的 Block
   • 只有包含动态绑定的分支才会收集动态节点

2. 列表渲染的特殊处理：

   // v-for 列表
   <ul>
     <li v-for="item in list" :key="item.id">{{ item.text }}</li>
   </ul>
   
   // 编译后
   function render() {
     return (openBlock(), createBlock("ul", null, [
       (openBlock(true), createBlock(Fragment, null, renderList(list, (item) => {
         return createVNode("li", { key: item.id }, toDisplayString(item.text), 1 /* TEXT */)
       }), 128 /* KEYED_FRAGMENT */))
     ]))
   }
   

   • v-for 创建的是 Fragment Block
   • openBlock(true) 表示这是一个稳定的 Fragment
   • 列表中的每个 li 节点都是动态节点

3. 插槽内容的处理：

   // 父组件
   <Child>
     <span>{{ dynamicText }}</span>
   </Child>
   
   // 编译后
   function render() {
     return (openBlock(), createBlock(Child, null, {
       default: () => [
         createVNode("span", null, toDisplayString(dynamicText), 1 /* TEXT */)
       ]
     }))
   }
   

   • 插槽内容在父组件的 Block 中
   • 子组件内部不处理父组件插槽的动态节点
   • 这保证了边界的清晰分离

第五步：收集策略的性能优势

1. 精确更新：

   • 只对比动态节点，跳过静态节点
   • 减少不必要的 Diff 操作

2. 层级扁平化：

   // 传统 Diff：需要递归遍历整个树
   // Block Diff：只需要遍历 dynamicChildren 这个扁平数组
   patch(oldVNode, newVNode) {
     if (oldVNode.dynamicChildren) {
       // 只对比动态子节点
       patchBlockChildren(oldVNode.dynamicChildren, newVNode.dynamicChildren)
     } else {
       // 传统全量对比
       patchChildren(oldVNode, newVNode)
     }
   }
   

3. 内存优化：

   • 每个 Block 只存储必要的动态节点引用
   • 静态节点被提升，避免重复创建

总结：
Vue3 的 Block 边界检测与动态节点收集策略通过编译时的静态分析，精确识别模板中的动态绑定，构建出高效的更新路径。这种策略的核心在于：

• 通过 PatchFlag 标记节点的动态类型
• 通过 openBlock/closeBlock 建立收集上下文
• 通过 Block 嵌套管理不同层级的动态节点
• 最终实现只更新需要更新的节点，极大提升了渲染性能