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keep-alive组件缓存 从源码角度来回答keep-alive组件的缓存原理

十八哟   2021-01-18 我要评论

今天开门见山地聊一下面试中被问到的一个问题:keep-alive组件的缓存原理。

官方API介绍和用法

  • <keep-alive> 包裹动态组件时,会缓存不活动的组件实例,而不是销毁它们。
  • 和 <transition> 相似,<keep-alive> 是一个抽象组件:它自身不会渲染一个 DOM 元素,也不会出现在组件的父组件链中。
  • 当组件在 <keep-alive> 内被切换,它的 activated 和 deactivated 这两个生命周期钩子函数将会被对应执行。

官网的例子是 tab 切换保存了用户的操作,实际中还可能遇到从列表页跳转去了详情页,再跳转回列表页需要保存用户进行过的筛选操作,这就需要用到 <keep-alive>,这样也能避免重新渲染,提高页面性能。

用法及props的讲解

// keep-alive组件搭配动态组件的用法,还要其他的用法参见官网
<keep-alive
 include="['componentNameA', 'componentNameB']"
 exclude="'componentNameC'"
 :max="10">
 <component :is="view"></component>
</keep-alive>

  • include - 字符串或正则表达式或数组,name匹配上的组件会被缓存
  • exclude - 字符串或正则表达式或数组,name匹配上的组件都不会被缓存
  • max - 字符串或数字,缓存组件实例的最大数,最久没有被访问的实例会被销毁掉

注意:

  • <keep-alive> 只渲染其直系的一个组件,因此若在 <keep-alive> 中用 v-for,则其不会工作,若多条件判断有多个符合条件也同理不工作。
  • include 和 exclude 匹配时,首先检查组件的 name 选项,若 name 选项不可用,则匹配它的局部注册名称 (即父组件 components 选项的键值)。匿名组件不能被匹配。
  • <keep-alive> 不会在函数式组件中正常工作,因为它们没有缓存实例。

源码解读

先贴一张源码图

总共125行,收起来一看其实东西也比较少。前面是引入一些需要用到的方法,然后定义了一些  keep-alive 组件自己会用到的一些方法,最后就是向外暴露一个 name 为 keep-alive 的组件选项,这些选项除了 abstract 外,其他的我们都比较熟悉了,其中, render 函数就是缓存原理最重要的部分,也能看出 keep-alive 组件是一个函数式组件。

// isRegExp函数判断是不是正则表达式,remove移除数组中的某一个成员
// getFirstComponentChild获取VNode数组的第一个有效组件
import { isRegExp, remove } from 'shared/util'
import { getFirstComponentChild } from 'core/vdom/helpers/index'
​
type VNodeCache = { [key: string]: ?VNode }; // 缓存组件VNode的缓存类型
​
// 通过组件的name或组件tag来获取组件名(上面注意的第二点)
function getComponentName (opts: ?VNodeComponentOptions): ?string {
 return opts && (opts.Ctor.options.name || opts.tag)
}
​
// 判断include或exclude跟组件的name是否匹配成功
function matches (pattern: string | RegExp | Array<string>, name: string): boolean {
 if (Array.isArray(pattern)) {
 return pattern.indexOf(name) > -1 // include或exclude是数组的情况
 } else if (typeof pattern === 'string') {
 return pattern.split(',').indexOf(name) > -1 // include或exclude是字符串的情况
 } else if (isRegExp(pattern)) {
 return pattern.test(name) // include或exclude是正则表达式的情况
 }
 return false // 都没匹配上(上面注意的二三点)
}
​
// 销毁缓存
function pruneCache (keepAliveInstance: any, filter: Function) {
 const { cache, keys, _vnode } = keepAliveInstance // keep-alive组件实例
 for (const key in cache) {
 const cachedNode: ?VNode = cache[key] // 已经被缓存的组件
 if (cachedNode) {
  const name: ?string = getComponentName(cachedNode.componentOptions)
  // 若name存在且不能跟include或exclude匹配上就销毁这个已经缓存的组件
  if (name && !filter(name)) {
  pruneCacheEntry(cache, key, keys, _vnode)
  }
 }
 }
}
​
// 销毁缓存的入口
function pruneCacheEntry (
 cache: VNodeCache,
 key: string,
 keys: Array<string>,
 current?: VNode
) {
 const cached = cache[key] // 被缓存过的组件
 // “已经被缓存的组件是否继续被缓存” 有变动时
 // 若组件被缓存命中过且当前组件不存在或缓存命中组件的tag和当前组件的tag不相等
 if (cached && (!current || cached.tag !== current.tag)) {
 // 说明现在这个组件不需要被继续缓存,销毁这个组件实例
 cached.componentInstance.$destroy()
 }
 cache[key] = null // 把缓存中这个组件置为null
 remove(keys, key) // 把这个组件的key移除出keys数组
}
​
// 示例类型
const patternTypes: Array<Function> = [String, RegExp, Array]
​
// 向外暴露keep-alive组件的一些选项
export default {
 name: 'keep-alive', // 组件名
 abstract: true, // keep-alive是抽象组件
​
 // 用keep-alive组件时传入的三个props
 props: {
 include: patternTypes,
 exclude: patternTypes,
 max: [String, Number]
 },
​
 created () {
 this.cache = Object.create(null) // 存储需要缓存的组件
 this.keys = [] // 存储每个需要缓存的组件的key,即对应this.cache对象中的键值
 },
​
 // 销毁keep-alive组件的时候,对缓存中的每个组件执行销毁
 destroyed () {
 for (const key in this.cache) {
  pruneCacheEntry(this.cache, key, this.keys)
 }
 },
​
 // keep-alive组件挂载时监听include和exclude的变化,条件满足时就销毁已缓存的组件
 mounted () {
 this.$watch('include', val => {
  pruneCache(this, name => matches(val, name))
 })
 this.$watch('exclude', val => {
  pruneCache(this, name => !matches(val, name))
 })
 },
​
 // 重点来了
 render () {
 const slot = this.$slots.default // keep-alive组件的默认插槽
 const vnode: VNode = getFirstComponentChild(slot) // 获取默认插槽的第一个有效组件
 // 如果vnode存在就取vnode的选项
 const componentOptions: ?VNodeComponentOptions = vnode && vnode.componentOptions
 if (componentOptions) {
  //获取第一个有效组件的name
  const name: ?string = getComponentName(componentOptions)
  const { include, exclude } = this // props传递来的include和exclude
  if (
  // 若include存在且name不存在或name未匹配上
  (include && (!name || !matches(include, name))) ||
  // 若exclude存在且name存在或name匹配上
  (exclude && name && matches(exclude, name))
  ) {
  return vnode // 说明不用缓存,直接返回这个组件进行渲染
  }
  
  // 匹配上就需要进行缓存操作
  const { cache, keys } = this // keep-alive组件的缓存组件和缓存组件对应的key
  // 获取第一个有效组件的key
  const key: ?string = vnode.key == null
  // 同一个构造函数可以注册为不同的本地组件
  // 所以仅靠cid是不够的,进行拼接一下
  ? componentOptions.Ctor.cid + (componentOptions.tag ? `::${componentOptions.tag}` : '')
  : vnode.key
  // 如果这个组件命中缓存
  if (cache[key]) {
  // 这个组件的实例用缓存中的组件实例替换
  vnode.componentInstance = cache[key].componentInstance
  // 更新当前key在keys中的位置
  remove(keys, key) // 把当前key从keys中移除
  keys.push(key) // 再放到keys的末尾
  } else {
  // 如果没有命中缓存,就把这个组件加入缓存中
  cache[key] = vnode
  keys.push(key) // 把这个组件的key放到keys的末尾
  // 如果缓存中的组件个数超过传入的max,销毁缓存中的LRU组件
  if (this.max && keys.length > parseInt(this.max)) {
   pruneCacheEntry(cache, keys[0], keys, this._vnode)
  }
  }
​
  vnode.data.keepAlive = true // 设置这个组件的keepAlive属性为true
 }
 // 若第一个有效的组件存在,但其componentOptions不存在,就返回这个组件进行渲染
 // 或若也不存在有效的第一个组件,但keep-alive组件的默认插槽存在,就返回默认插槽的第一个组件进行渲染
 return vnode || (slot && slot[0])
 }
}

补充:

上面关于删除第一个旧缓存组件和更新缓存组件 key 的顺序,其实是用到了LRU缓存淘汰策略:
LRU全称Least Recently Used,最近最少使用的意思,是一种内存管理算法。
这种算法基于一种假设:长期不用的数据,在未来被用到的几率也很小,因此,当数据所占内存达到一定阈值,可以移除掉最近最少使用的。

总结

简单总结为:

keep-alive 组件在渲染的时候,会根据传入的 include 和 exclude 来匹配 keep-alive 包裹的命名组件,未匹配上就直接返回这个命名组件进行渲染,若匹配上就进行缓存操作:若缓存中已有这个组件,就替换其实例,并更新这个组件的 key 在 keys 中的位置;若缓存中没有这个组件,就把这个组件放入 keep-alive 组件的缓存 cache 中,并把这个组件的 key 放入 keys 中,由于在 mounted 的时候有对 include 和 exclude 进行监听,因此,后续这两个属性值发生变化时,会再次判断是否满足条件而进行组件销毁。


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