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什么是编译器优化

发布时间:2025-02-23 04:22:02

Ⅰ 浅谈vue3的编译优化

编译优化:编译器将模版编译为渲染函数的过程中,尽可能地提取关键信息,并以此指导生成最优代码的过程。

优化的方向:尽可能地区分动态内容和静态内容,并针对不同的内容采用不同的优化策略

1.动态节点收集与补丁标志1.1传统diff算法的问题

比对新旧两棵虚拟DOM树的时候,总是要按照虚拟DOM的层级结构“一层一层”地遍历

<divid="foo"><pclass="bar">{{text}}</p></div>

上面这段代码中,当响应式数据text值发生变化的时候,最高效的更新方式是直接设置p标签的文本内容

传统Diff算法做不到如此高效,当text值发生变化的时候,会产生一颗新的虚拟DOM树,对比新旧虚拟DOM过程如下:

对比div节点,以及该节点的属性和子节点

对比p节点,以及该节点的属性和子节点

对比p节点的文本子节点,如果文本子节点的内容变了,则更新,否则什么都不做

可以发现,有很多无意义的对比操作。

总结:

传统diff算法的问题:无法利用编译时提取到的任何关键信息,导致渲染器在运行时不会去做相关的优化。

vue3的编译器会将编译得到的关键信息“附着”在它生成的虚拟DOM上,传递给渲染器,执行“快捷路径”。

1.2Block与PatchFlags

传统Diff算法无法避免新旧虚拟DOM树间无用的比较操作,是因为运行时得不到足够的关键信息,从而无法区分动态内容和静态内容。换句话说,只要运行时能够区分动态内容和静态内容,就可以实现极简的优化策略

举个例子:

<div><div>foo</div><p>{{bar}}</p></div>

只有{{bar}}是动态的内容。理想情况下,当数据bar的值变化时,只需要更新p标签的文本节点即可。为了实现这个目标,需要提供信息给运行时

//传统虚拟DOM描述constvnode={tag:'div',children:[{tag:'div',children:'foo'},{tag:'p',children:ctx.bar},]}//编译优化后constvnode={tag:'div',children:[{tag:'div',children:'foo'},{tag:'p',children:ctx.bar,patchFlag:1},//这是动态节点]}

可以发现,虚拟节点多了一个额外的属性,即patchFlag(补丁标志),存在该属性,就认为是动态节点

patchFlag(补丁标志)可以理解为一系列的数字标记,含义如下

constPatchFlags={TEXT:1,//代表节点有动态的textContentCLASS:2,//代表元素有动态的class绑定STYLE:3//其他。。。}

可以在虚拟节点的创建阶段,把它的动态子节点提取出来,并存储到该虚拟节点的dynamicChildren数组中

constvnode={tag:'div',children:[{tag:'div',children:'foo'},{tag:'p',children:ctx.bar,patchFlag:1},//这是动态节点],//将children中的动态节点提取到dynamicChildren数组中dynamicChildren:[{tag:'p',children:ctx.bar,patchFlag:PatchFlags.TEXT}]}

Block定义:带有dynamicChildren属性的虚拟节点称为“块”,即(Block)

一个Block本质上也是一个虚拟DOM,比普通的虚拟节点多处一个用来存储动态节点的dynamicChildren属性。(能够收集所有的动态子代节点)

渲染器的更新操作会以Block为维度。当渲染器在更新一个Block时,会忽略虚拟节点的children数组,直接找到dynamicChildren数组,并只更新该数组中的动态节点。跳过了静态内容,只更新动态内容。同时,由于存在对应的补丁标志,也能够做到靶向更新。

Block节点有哪些:模版根节点、带有v-for、v-if/v-else-if/v-else等指令的节点

1.3收集动态节点

编译器生成的渲染函数代码中,不会直接包含用来描述虚拟节点的数据结构,而是包含着用来创建虚拟DOM节点的辅助函数,如下

render(){returncreateVNode('div',{id:'foo'},[createVNode('p',null,'text')])}functioncreateVNode(tag,props,children){constkey=props&&props.keyprops&&deleteprops.key//省略部分代码return{tag,props,children,key}}

createVNode的返回值是一个虚拟DOM节点

举个例子:

<divid="foo"><pclass="bar">{{bar}}</p></div>

上面模版生成带有补丁标志的渲染函数如下:

render(){returncreateVNode('div',{id:'foo'},[createVNode('p',{class:'bar'},text,PatchFlags.TEXT)])}

怎么将根节点变成一个Block,如何将动态子代节点收集到该Block的dynamicChildren数组中?

可以发现,在渲染函数内,对createVNode函数的调用是层层嵌套结构,执行顺序是内层先执行,外层再执行,当外层createVNode函数执行时,内层的createVNode函数已经执行完毕了。因此,为了让外层Block节点能够收集到内层动态节点,需要一个栈结构的数据来临时存储内层的动态节点。代码实现如下:

//动态节点constdynamicChildrenStack=[]//当前动态节点集合letcurrentDynamicChildren=null//openBlock用来创建一个新的动态节点集合,并将该集合压入栈中functionopenBlock(){dynamicChildrenStack.push((currentDynamicChildren=[]))}//closeBlock用来通过openBlock创建的动态节点集合从栈中弹出functioncloseBlock(){currentDynamicChildren=dynamicChildrenStack.pop()}

然后调整createVNode函数

<div><div>foo</div><p>{{bar}}</p></div>0

接着调整

<div><div>foo</div><p>{{bar}}</p></div>11.4.渲染器的运行时支持

传统的节点更新方式如下:

<div><div>foo</div><p>{{bar}}</p></div>2

优化后的更新方式,直接对比动态节点

<div><div>foo</div><p>{{bar}}</p></div>3

存在对应的补丁标志,可以针对性地完成靶向更新

<div><div>foo</div><p>{{bar}}</p></div>42.Block树

除了模版的根节点是Block外,带有结构化指令的节点,如:v-if、v-for,也都应该是Block

2.1带有v-if指令的节点<div><div>foo</div><p>{{bar}}</p></div>5

假设只有最外层的div标签会作为Block,那么变量foo的值为true还是false,block收集到的动态节点都是一样的,如下:

<div><div>foo</div><p>{{bar}}</p></div>6

这意味着,在Diff阶段不会更新。显然,foo不同值下,一个是section,一个是div,是不同标签,是需要更新的。

再举个例子:

<div><div>foo</div><p>{{bar}}</p></div>7

一样会导致更新失败

问题在于:dynamicChildren收集的动态节点是忽略虚拟DOM树层级的,结构化指令会导致更新前后模版的结构发生变化,即模版结构不稳定

解决方法:让带有v-if/v-else-if/v-else等结构化指令的节点也作为Block即可,如下所示

<div><div>foo</div><p>{{bar}}</p></div>8<div><div>foo</div><p>{{bar}}</p></div>9

在Diff过程中,渲染器根据key值区分,使用新的Block替换旧的Block

2.2带有v-for指令的节点

带有v-for指令的节点也会让虚拟DOM树变得不稳定

例子:

//传统虚拟DOM描述constvnode={tag:'div',children:[{tag:'div',children:'foo'},{tag:'p',children:ctx.bar},]}0

list的值由[1,2]变成[1]

更新前后对应的Block树如下:

//传统虚拟DOM描述constvnode={tag:'div',children:[{tag:'div',children:'foo'},{tag:'p',children:ctx.bar},]}1

更新前后,动态节点数量不一致,无法进行diff操作(diff操作的前提是:操作的节点必须是同层级节点,dynamicChildren不一定是同层级的)

解决方法:让v-for指令的标签也作为Block角色,保证虚拟DOM树具有稳定的结构,无论v-for在运行时怎样变化。如下:

//传统虚拟DOM描述constvnode={tag:'div',children:[{tag:'div',children:'foo'},{tag:'p',children:ctx.bar},]}2

由于v-for指令渲染的是一个片段,所以类型用Fragment

2.3Fragment的稳定性//传统虚拟DOM描述constvnode={tag:'div',children:[{tag:'div',children:'foo'},{tag:'p',children:ctx.bar},]}3

发现Fragment本身收集的动态节点存在结构是不稳定的情况

结构不稳定:指更新前后一个block的dynamicChildren数组中收集的动态节点的数量或顺序不一致

这种情况无法直接进行靶向更新

解决方法:回退到传统虚拟DOM的Diff手段,即直接使用Fragment的children而非dynamicChildren来进行Diff操作

Fragment的子节点仍然可以是由Block组成的数组

//传统虚拟DOM描述constvnode={tag:'div',children:[{tag:'div',children:'foo'},{tag:'p',children:ctx.bar},]}4

当Fragment的子节点更新时,就可以恢复优化模式

有稳定的Fragment吗?如下:

//传统虚拟DOM描述constvnode={tag:'div',children:[{tag:'div',children:'foo'},{tag:'p',children:ctx.bar},]}5

稳定的Fragment,可以使用优化模式

vue3模版中的多个根节点,也是稳定的Fragment

//传统虚拟DOM描述constvnode={tag:'div',children:[{tag:'div',children:'foo'},{tag:'p',children:ctx.bar},]}63.静态提升

减少更新时创建虚拟DOM带来的性能开销和内存占用

如:

//传统虚拟DOM描述constvnode={tag:'div',children:[{tag:'div',children:'foo'},{tag:'p',children:ctx.bar},]}7

没有静态提升时,渲染函数是:

//传统虚拟DOM描述constvnode={tag:'div',children:[{tag:'div',children:'foo'},{tag:'p',children:ctx.bar},]}8

响应式数据title变化后,整个渲染函数会重新执行

把纯静态的节点提升到渲染函数之外

//传统虚拟DOM描述constvnode={tag:'div',children:[{tag:'div',children:'foo'},{tag:'p',children:ctx.bar},]}9

响应式数据title变化后,不会重新创建静态的虚拟节点

注:静态提升是以树为单位的

包含动态绑定的节点本身不会被提升,但是该节点上的静态属性是可以被提升的

//编译优化后constvnode={tag:'div',children:[{tag:'div',children:'foo'},{tag:'p',children:ctx.bar,patchFlag:1},//这是动态节点]}0

可以减少创建虚拟DOM产生的开销以及内存占用

4.预字符串化

基于静态提升,进一步采用预字符串化优化。

//编译优化后constvnode={tag:'div',children:[{tag:'div',children:'foo'},{tag:'p',children:ctx.bar,patchFlag:1},//这是动态节点]}1

采用静态提升优化策略后

//编译优化后constvnode={tag:'div',children:[{tag:'div',children:'foo'},{tag:'p',children:ctx.bar,patchFlag:1},//这是动态节点]}2

采用预字符串化将这些静态节点序列化为字符串,并生成一个Static类型的VNode

//编译优化后constvnode={tag:'div',children:[{tag:'div',children:'foo'},{tag:'p',children:ctx.bar,patchFlag:1},//这是动态节点]}3

优势:

大块的静态内容可以通过innerHTML设置,在性能上有一定优势

减少创建虚拟节点产生的性能开销

减少内存占用

5.缓存内联事件处理函数//编译优化后constvnode={tag:'div',children:[{tag:'div',children:'foo'},{tag:'p',children:ctx.bar,patchFlag:1},//这是动态节点]}4//编译优化后constvnode={tag:'div',children:[{tag:'div',children:'foo'},{tag:'p',children:ctx.bar,patchFlag:1},//这是动态节点]}5

每次重新渲染时,都会为Com组件创建一个全新的props对象。同时,props对象中onChange属性的值也会是全新的函数。造成额外的性能开销

//编译优化后constvnode={tag:'div',children:[{tag:'div',children:'foo'},{tag:'p',children:ctx.bar,patchFlag:1},//这是动态节点]}66.v-once

v-once可以对虚拟DOM进行缓存

//编译优化后constvnode={tag:'div',children:[{tag:'div',children:'foo'},{tag:'p',children:ctx.bar,patchFlag:1},//这是动态节点]}7

由于节点被缓存,意味着更新前后的虚拟节点不会发生变化,因此也就不需要这些被缓存的虚拟节点参与Diff操作了。编译后的结果如下:

//编译优化后constvnode={tag:'div',children:[{tag:'div',children:'foo'},{tag:'p',children:ctx.bar,patchFlag:1},//这是动态节点]}8

v-once包裹的动态节点不会被父级Block收集,因此不会参与Diff操作

v-once指令通常用于不会发生改变的动态绑定中,例如绑定一个常量

//编译优化后constvnode={tag:'div',children:[{tag:'div',children:'foo'},{tag:'p',children:ctx.bar,patchFlag:1},//这是动态节点]}9

v-once带来的性能提升

避免组件更新时重新创建虚拟DOM带来的性能开销。因为虚拟DOM被缓存了,所以更新时无需重新创建

避免无用的Diff开销。因为被v-once标记的虚拟DOM树不会被父级Block节点收集

7.总结

1.vue3提出了Block的概念,利用Block树及补丁标志

2.静态提升:可以减少更新时创建虚拟DOM产生的性能开销和内存占用

3.预字符串化:在静态提升的基础上,对静态节点进行字符串化。这样做能够减少创建虚拟节点产生的性能开销以及内存占用

4.缓存内联事件处理函数:避免造成不必要的组件更新

5.v-once指令:缓存全部或部分虚拟节点,能够避免组件更新时重新创建虚拟DOM带来的性能开销,也可以避免无用的Diff操作

原文:https://juejin.cn/post/7101859824203202568

Ⅱ 简述代码优化的常用措施和优化的三个层次

代码优化的常用措施主要包括算法优化、减少嵌套循环、避免全局变量、使用合适的数据结构、利用编译器优化等。而代码优化可以在三个层次上进行:算法级别优化、代码级别优化和编译器优化。

算法级别的优化是最高层次的优化,它关注的是算法本身的效率和复杂度。例如,当我们处理排序或搜索问题时,选择高效的算法如快速排序或二分搜索,会比使用冒泡排序或线性搜索更加高效。这种优化可以显着减少程序运行所需的时间和资源。

代码级别的优化关注的是代码的具体实现。这包括减少不必要的计算,避免重复的代码,以及优化循环和条件判断。例如,如果在循环内部有不会改变的计算,我们可以将这些计算移到循环外部,从而减少每次迭代都需要进行的计算量。此外,我们还可以通过减少嵌套循环的深度,或者使用更高效的数据结构来提高代码的运行效率。

编译器优化则是在编译阶段进行的优化。现代编译器有许多内置的优化策略,可以在编译时将源代码转换为更高效的机器代码。例如,编译器可能会自动进行常量折叠,或者进行死代码删除。此外,编译器还可以进行指令流水线的优化,以及利用硬件的并行性来提高运行效率。我们可以通过选择合适的编译器选项,或者调整源代码以更好地利用编译器的优化策略,来提高程序的运行效率。

总的来说,代码优化是一个多层次、多角度的过程,需要我们从算法、代码实现和编译器等多个方面进行考虑。通过合理的优化策略,我们可以显着提高程序的运行效率,从而提升用户体验和系统性能。

Ⅲ 应用编译优化三种模式

应用编译优化三种模式分别是:编译时间优化模式、执行时间优化模式和代码大小优化模式。
1、编译时间优化模式:关注编译速度的提升,以缩短应用程序高脊的编译时间为目标。在这种模式下,编译器会减少编译时间,会降低应用程序的执行效率。
2、执行时间优化模式:关注应用程序的执行效率,以提高应用程序的性能为目标。在这种模式下,编译器会优化应用程序的代码,以提高执行效率,会增加编译时间。
3、代码大小优化模式:关注应用程序的大小,以减小应兆培用程序的体积为目标。族念唯在这种模式下,编译器会减小应用程序的代码大小,以减小应用程序的体积,会降低应用程序的执行效率。

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