Vue3 的 SFC 编译优化之静态节点树提升（Static Tree Hoisting）与跨层级静态节点聚合优化原理

一、问题背景
Vue3 的模板编译会在编译阶段对模板进行静态分析，标记出永远不会变化的静态节点。与之前讲过的“静态节点提升”不同，这里的“静态节点树提升”关注的是如何高效处理整个静态子树，包括跨层级的多个静态节点，以及如何聚合它们以减少运行时虚拟节点的创建开销。

二、核心概念

• 静态节点树：指模板中一片完整区域的节点，它们内部没有动态绑定、指令、插槽等，从根到叶全部是静态的。
• 树提升：在编译阶段，将这些静态节点树序列化为一个静态的VNode 创建函数，并将其提升到组件渲染函数外部，使它们只在组件初始化时创建一次，后续更新时直接复用。
• 跨层级聚合：编译器会识别出多个相邻的静态节点，即使它们被包裹在不同的嵌套层级中，也会尽量将它们合并提升，减少提升后的 VNode 数量。

三、实现步骤

1. 静态分析

   • 编译器解析模板，生成 AST（抽象语法树），对每个节点进行静态标记。
   • 如果节点满足：
     a. 无动态绑定（v-bind、v-on 等指令）。
     b. 无插槽（slot）。
     c. 无组件（是原生标签）。
     d. 子节点也全部是静态的。
   • 则该节点被标记为“静态”，并且递归检查其子节点，直至找到整棵静态树。

2. 静态树识别

   • 从静态节点向上回溯，如果父节点也是静态的，则继续向上，直到找到静态树的“根”。
   • 这个“根”可能是整个静态子树的最高节点，例如：

     <div>  <!-- 这个 div 是静态树根 -->
       <p>Hello</p>
       <p>World</p>
     </div>
     

3. 树提升

   • 编译器会将这棵静态树的 AST 序列化为一个字符串常量（预字符串化）或一个渲染函数。
   • 提升后的静态树会被放入组件渲染函数的外部，作为一个静态变量。
   • 例如，编译后生成：

     const _hoisted_1 = /*#__PURE__*/_createStaticVNode("<div><p>Hello</p><p>World</p></div>", 1)
     

   • 然后在组件的渲染函数中，直接引用这个变量：

     function render() {
       return _hoisted_1
     }
     

4. 跨层级聚合优化

   • 编译器会做同级静态节点合并：如果多个静态节点位于同一层级，即使它们被其他静态父节点包裹，编译器也会“打平”它们，聚合为一个提升的静态节点。
   • 例如：

     <div>
       <p>Hello</p>
       <p>World</p>
     </div>
     <span>Static</span>
     

     这里，div 和 span 是同级的，如果它们都是静态的，编译器会将它们合并提升为一个静态节点数组：

     const _hoisted_1 = [
       /*#__PURE__*/_createStaticVNode("<div>...</div>", 1),
       /*#__PURE__*/_createStaticVNode("<span>Static</span>", 1)
     ]
     

5. 运行时复用

   • 在每次组件重新渲染时，静态节点树直接从外部变量引用，不重新创建 VNode，也不参与 Diff。
   • 在 Patch 阶段，如果遇到静态节点，渲染器会直接跳过，因为其对应的真实 DOM 永远不会变化。

四、与“静态节点提升”的区别

• 之前讲过的“静态节点提升”是针对单个静态节点的提升，而“静态节点树提升”是针对一整棵子树的提升，并且会做跨层级的聚合。
• 这样可以进一步减少运行时 VNode 对象的数量，提高内存效率和渲染性能。

五、性能收益

• 减少运行时创建 VNode 的开销（提升的部分只在初始化时创建一次）。
• 减少 Diff 的节点数量（静态节点树不参与 Diff）。
• 减少 GC 压力（复用的 VNode 不会频繁创建/回收）。

六、注意点

• 如果静态子树中包含组件，该子树不会被提升，因为组件可能有自己的状态变化。
• 静态节点树的提升依赖于编译时的确定性分析，因此模板中不能有条件渲染或循环的动态结构。