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Vue 3 的 Diff 算法（也称为 Virtual DOM Diff 算法）在 Vue 2 的基础上进行了多方面的优化，旨在提高渲染性能并减少不必要的 DOM 操作。以下是 Vue 3 Diff 算法的主要优化点：

1. Patch Flag 优化

Vue 3 引入了 Patch Flag 的概念，用于标记虚拟 DOM 节点的动态部分（如属性、文本内容、子节点等）。通过 Patch Flag，Vue 3 可以快速识别需要更新的部分，避免不必要的 DOM 操作。

Patch Flag 的作用

• 在编译阶段，Vue 3 会为每个动态节点生成一个 Patch Flag，标记其动态部分。
• 在更新阶段，Vue 3 会根据 Patch Flag 快速定位需要更新的部分，而不是遍历整个节点树。

示例

以下模板：

<div id="app">
  <p>{{ message }}</p>
</div>

生成的渲染函数会为 {{ message }} 添加 Patch Flag：

import { createElementVNode as _createElementVNode, toDisplayString as _toDisplayString, openBlock as _openBlock, createElementBlock as _createElementBlock } from 'vue';

export function render(_ctx, _cache) {
  return (_openBlock(), _createElementBlock('div', { id: 'app' }, [
    _createElementVNode('p', null, _toDisplayString(_ctx.message), 1 /* TEXT */),
  ]));
}

其中，1 /* TEXT */ 是 Patch Flag，表示该节点的文本内容是动态的。

2. Block Tree 优化

Vue 3 引入了 Block Tree 的概念，将模板划分为多个 Block（块），每个 Block 包含一组动态节点。在更新时，Vue 3 可以只更新受影响的 Block，而不是整个模板。

Block Tree 的作用

• 在编译阶段，Vue 3 会将模板划分为多个 Block，并为每个 Block 生成一个 Patch Flag。
• 在更新阶段，Vue 3 会根据 Block 的 Patch Flag 快速定位需要更新的 Block，而不是遍历整个节点树。

示例

以下模板：

<div id="app">
  <p>{{ message }}</p>
  <div v-if="show">Dynamic Content</div>
</div>

生成的渲染函数会将 v-if 节点划分为一个独立的 Block：

import { createElementVNode as _createElementVNode, toDisplayString as _toDisplayString, openBlock as _openBlock, createElementBlock as _createElementBlock } from 'vue';

export function render(_ctx, _cache) {
  return (_openBlock(), _createElementBlock('div', { id: 'app' }, [
    _createElementVNode('p', null, _toDisplayString(_ctx.message),
    _ctx.show
      ? (_openBlock(), _createElementBlock('div', null, 'Dynamic Content'))
      : null,
  ]));
}

3. 静态提升（Static Hoisting）

Vue 3 会将静态节点（即不依赖响应式数据的节点）提升到渲染函数外部，避免在每次渲染时重新创建这些节点。

静态提升的作用

• 在编译阶段，Vue 3 会识别静态节点，并将其提升到渲染函数外部。
• 在更新阶段，Vue 3 会复用这些静态节点，而不是重新创建。

示例

以下模板：

<div id="app">
  <div>Static Content</div>
  <p>{{ message }}</p>
</div>

生成的渲染函数会将静态 <div> 提升：

import { createElementVNode as _createElementVNode, toDisplayString as _toDisplayString, openBlock as _openBlock, createElementBlock as _createElementBlock } from 'vue';

const _hoisted_1 = /*#__PURE__*/_createElementVNode('div', null, 'Static Content', -1 /* HOISTED */);

export function render(_ctx, _cache) {
  return (_openBlock(), _createElementBlock('div', { id: 'app' }, [
    _hoisted_1,
    _createElementVNode('p', null, _toDisplayString(_ctx.message)),
  ]));
}

4. 事件缓存

Vue 3 会将事件处理函数缓存起来，避免在每次渲染时重新创建函数。

事件缓存的作用

• 在编译阶段，Vue 3 会为事件处理函数生成缓存。
• 在更新阶段，Vue 3 会复用缓存的事件处理函数，而不是重新创建。

示例

以下模板：

<button @click="handleClick">Click me</button>

生成的渲染函数会缓存 handleClick 函数：

import { createElementVNode as _createElementVNode, openBlock as _openBlock, createElementBlock as _createElementBlock } from 'vue';

export function render(_ctx, _cache) {
  return (_openBlock(), _createElementBlock('button', {
    onClick: _cache[1] || (_cache[1] = (...args) => _ctx.handleClick(...args)),
  }, 'Click me'));
}

5. 更高效的 Diff 策略

Vue 3 的 Diff 算法在对比新旧虚拟 DOM 时采用了更高效的策略，主要体现在以下方面：

• 同层级对比：Vue 3 只会在同层级节点之间进行对比，而不是跨层级对比。
• Key 值优化：Vue 3 会优先使用 key 值来匹配新旧节点，避免不必要的节点移动。
• 最长递增子序列（LIS）算法：Vue 3 使用 LIS 算法来优化节点的移动操作，减少 DOM 操作的次数。

6. 总结

Vue 3 的 Diff 算法通过以下优化显著提升了渲染性能：

• Patch Flag：标记动态部分，快速定位需要更新的节点。
• Block Tree：将模板划分为多个 Block，只更新受影响的 Block。
• 静态提升：将静态节点提升到渲染函数外部，避免重复创建。
• 事件缓存：缓存事件处理函数，避免重复创建。
• 更高效的 Diff 策略：采用同层级对比、Key 值优化和 LIS 算法，减少 DOM 操作。

这些优化使得 Vue 3 在渲染性能上比 Vue 2 有了显著提升，特别是在处理大型应用和复杂模板时表现尤为突出。