Vue3 的编译优化之 Block 和 Block Tree

题目描述
Block 和 Block Tree 是 Vue3 编译阶段的核心优化策略之一，它们共同解决了传统虚拟 DOM Diff 中存在的"盲目递归"问题。当一个组件内部存在动态结构（如 v-if、v-for）时，Vue2 的 Diff 算法需要递归比较整个子树，即使其中大部分节点是静态的。Vue3 通过 Block 机制将动态节点划分为不同的区块，并建立父子区块间的依赖关系树（Block Tree），从而实现精准的靶向更新。

知识讲解

1. 问题背景：传统 Diff 的局限性

• 在 Vue2 或 React 中，当组件状态变化触发重新渲染时，需要对新旧虚拟 DOM 树进行递归比较（Diff）
• 如果组件模板包含条件分支（如 v-if）或循环（v-for），即使每次变化只影响其中一个小部分，也需要对比整个子树
• 例如：

  <div>
    <div v-if="show">动态节点1</div>
    <p>静态节点</p>
    <div v-for="item in list">{{ item }}</div>
  </div>
  

• 当 show 值变化时，理想情况只需更新条件分支部分，但传统 Diff 会同时检查静态节点和循环部分

2. Block 的基本概念

• 定义：Block 是一个特殊的虚拟节点，它收集了其内部所有可能变化的动态子节点（包括后代节点）
• 动态节点类型：
  • 包含响应式绑定的节点（如 {{ value }}）
  • 条件分支节点（v-if/v-else）
  • 循环节点（v-for）
  • 带动态属性的节点
• Block 的标识：每个 Block 有一个 dynamicChildren 数组，专门存储其内部的动态节点，按顺序排列

3. Block 的创建规则

• 根 Block：每个组件模板的顶级节点自动成为一个 Block
• 条件 Block：v-if、v-else、v-else-if 指令会创建新的 Block
• 循环 Block：v-for 指令会为每个循环项创建独立的 Block
• 嵌套 Block：Block 内部可以包含其他子 Block，形成层级结构

4. Block Tree 的构建过程

<!-- 示例模板 -->
<div>
  <p>静态文本</p>
  <div v-if="show">
    <span>{{ dynamicText }}</span>
  </div>
  <ul>
    <li v-for="item in list" :key="item.id">{{ item.name }}</li>
  </ul>
</div>

步骤 1：解析模板结构

• 编译器分析模板，识别出：
  • 根 Block（对应整个 <div>）
  • 条件 Block（对应 v-if 的 <div>）
  • 循环 Block（对应 v-for 的每个 <li>）

步骤 2：收集动态节点

• 根 Block 的 dynamicChildren 包含：
  • 条件 Block 节点
  • 循环 Block 节点
• 条件 Block 的 dynamicChildren 包含：
  • <span> 节点（因为包含 {{ dynamicText }}）
• 每个循环 Block 的 dynamicChildren 包含：
  • 文本节点（{{ item.name }}）

步骤 3：建立 Block Tree

根 Block
├── 条件 Block (v-if)
│   └── 动态文本节点
└── 循环 Block (v-for)
    ├── 循环项 Block 1
    │   └── 动态文本节点
    ├── 循环项 Block 2
    │   └── 动态文本节点
    └── ...

5. Block Tree 的更新优势

• 精准更新：当 show 值变化时，只需要对比条件 Block 及其子节点，无需检查循环部分
• 高效 Diff：在 Block 内部进行 Diff 时，只需比较 dynamicChildren 数组，跳过所有静态节点
• 结构稳定性：Block 的边界由模板结构决定，更新时能保持稳定的比较路径

6. 与 PatchFlag 的协同工作

• 每个动态节点还有 PatchFlag 标识其具体变化类型（文本、属性、类名等）
• Block 机制负责确定"需要更新哪些节点"，PatchFlag 负责确定"这些节点具体更新什么"
• 例如：条件 Block 内的文本节点变化时，通过 Block 定位到该节点，通过 PatchFlag 知道只需更新文本内容

总结
Block 和 Block Tree 将传统的"树级 Diff"优化为"区块级 Diff"，通过编译时的静态分析建立动态节点的组织结构，运行时根据数据变化精准定位需要更新的区块，大幅减少了不必要的虚拟节点比较，这是 Vue3 性能提升的关键架构设计之一。