什么是keep-alive

“keep-alive” 是 Vue.js 中的一個(gè)特殊組件，用于緩存組件的狀態(tài)，以提高應(yīng)用性能。

在 Vue.js 中，組件通常是動(dòng)態(tài)創(chuàng)建和銷(xiāo)毀的，當(dāng)切換到另一個(gè)頁(yè)面或組件時(shí)，之前的組件會(huì)被銷(xiāo)毀，再次進(jìn)入時(shí)會(huì)重新創(chuàng)建和初始化。

這樣可能導(dǎo)致組件的狀態(tài)丟失，需要重新初始化，增加了資源的消耗。

組件解決了這個(gè)問(wèn)題，它可以將組件緩存起來(lái)，而不是銷(xiāo)毀，使得組件在再次進(jìn)入時(shí)保持之前的狀態(tài)，以及避免重復(fù)的創(chuàng)建和初始化過(guò)程。

這樣可以大幅度提高組件的加載速度和性能。

keep-alive的作用

<keep-alive> 的作用是在 Vue.js 應(yīng)用中緩存組件的狀態(tài)，以提高應(yīng)用性能和用戶體驗(yàn)。

它可以將組件暫時(shí)保存在內(nèi)存中，而不是每次都重新創(chuàng)建和初始化組件。

主要的作用有以下幾點(diǎn)：

• 組件狀態(tài)保持：通過(guò)使用 <keep-alive>，在組件被切換時(shí)，其狀態(tài)會(huì)被保留。這意味著組件內(nèi)部的數(shù)據(jù)、狀態(tài)以及一些計(jì)算結(jié)果都會(huì)被緩存，不會(huì)因?yàn)榻M件的銷(xiāo)毀而丟失。當(dāng)再次進(jìn)入該組件時(shí)，它會(huì)恢復(fù)到之前的狀態(tài)，而不需要重新初始化。這對(duì)于用戶在不同頁(yè)面或組件間切換時(shí)提供了更流暢的體驗(yàn)。
• 減少資源消耗：如果沒(méi)有使用 <keep-alive>，每次切換到一個(gè)組件時(shí)，都需要重新創(chuàng)建和初始化組件。對(duì)于復(fù)雜的組件，這可能會(huì)導(dǎo)致不必要的資源消耗，例如重新加載數(shù)據(jù)、執(zhí)行復(fù)雜的計(jì)算等。而使用 <keep-alive>，組件被緩存起來(lái)，下次再次進(jìn)入時(shí)直接從緩存中恢復(fù)，避免了重復(fù)的初始化過(guò)程，大大減少了資源消耗。
• 優(yōu)化性能：由于避免了重復(fù)的創(chuàng)建和初始化過(guò)程，使用 <keep-alive> 可以顯著提高組件的加載速度，加快頁(yè)面響應(yīng)時(shí)間，從而提供更好的用戶體驗(yàn)。

需要注意的是，<keep-alive> 并不是適用于所有組件的，特別是對(duì)于一些動(dòng)態(tài)變化的組件，如果希望每次進(jìn)入時(shí)都重新初始化，或者希望釋放組件占用的資源，就不應(yīng)該使用 <keep-alive>。

要使用 <keep-alive>，只需將需要緩存的組件包裹在 <keep-alive> 標(biāo)簽中即可，Vue.js 會(huì)自動(dòng)管理緩存和組件的生命周期。這是一個(gè)簡(jiǎn)單但強(qiáng)大的功能，可在合適的場(chǎng)景下大幅度提升應(yīng)用性能。

原理

<keep-alive> 的原理主要涉及兩個(gè)方面：組件緩存和生命周期的管理。

組件緩存

• 當(dāng)一個(gè)組件被包裹在 <keep-alive> 標(biāo)簽中時(shí)，Vue.js 會(huì)將該組件的實(shí)例緩存起來(lái)，而不是銷(xiāo)毀它。
• 組件的緩存是通過(guò)一個(gè)名為 cache 的對(duì)象來(lái)管理的，該對(duì)象會(huì)保存被緩存的組件實(shí)例。
• 當(dāng)切換到一個(gè)被緩存的組件時(shí)，Vue.js 首先檢查 cache 對(duì)象中是否已經(jīng)有該組件的緩存實(shí)例。如果有，就直接從緩存中取出該實(shí)例；如果沒(méi)有，就創(chuàng)建一個(gè)新的組件實(shí)例并將其緩存起來(lái)。

生命周期的管理

• 在切換到一個(gè)被緩存的組件時(shí)，組件的生命周期鉤子函數(shù)并不會(huì)被觸發(fā)，而是會(huì)觸發(fā) <keep-alive> 自己的生命周期鉤子函數(shù)。
• <keep-alive> 組件有兩個(gè)主要的生命周期鉤子函數(shù)：created 和 destroyed。
• 在組件第一次被緩存時(shí)，created 鉤子函數(shù)會(huì)被觸發(fā)，表示 <keep-alive> 組件已經(jīng)創(chuàng)建，此時(shí)會(huì)創(chuàng)建被緩存組件的實(shí)例并將其緩存起來(lái)。
• 在切換到其他組件時(shí)，destroyed 鉤子函數(shù)會(huì)被觸發(fā)，表示 <keep-alive> 組件將被銷(xiāo)毀，此時(shí)會(huì)銷(xiāo)毀所有緩存的組件實(shí)例。

需要注意的是，被包裹在 <keep-alive> 標(biāo)簽中的組件，必須具有唯一的標(biāo)識(shí)，否則會(huì)導(dǎo)致緩存沖突。

默認(rèn)情況下，Vue.js 使用組件的名稱作為緩存的標(biāo)識(shí)，但也可以通過(guò) key 屬性來(lái)指定唯一的標(biāo)識(shí)。

使用 <keep-alive> 時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：

• 不是所有組件都適合使用 <keep-alive>，對(duì)于一些動(dòng)態(tài)變化的組件，或者需要每次進(jìn)入時(shí)重新初始化的組件，應(yīng)該避免使用 <keep-alive>。
• 緩存的組件仍然會(huì)觸發(fā) activated 和 deactivated 生命周期鉤子函數(shù)，可以在這兩個(gè)鉤子函數(shù)中處理一些特定的邏輯。
• 如果被緩存的組件包含了一些依賴于外部狀態(tài)（如路由參數(shù)、Vuex 狀態(tài)等）的邏輯，需要特別注意在重新進(jìn)入組件時(shí)是否需要重新更新這些狀態(tài)。

總的來(lái)說(shuō)，<keep-alive> 提供了一種簡(jiǎn)單且強(qiáng)大的機(jī)制來(lái)優(yōu)化 Vue.js 應(yīng)用的性能，特別是在頻繁切換組件的場(chǎng)景下。

使用

當(dāng)您使用 <keep-alive> 組件時(shí)，通常需要將需要緩存的組件包裹在 <keep-alive> 標(biāo)簽中，并為每個(gè)被緩存的組件設(shè)置一個(gè)唯一的 key 屬性，以確保緩存的正確性。

下面是一個(gè)使用 <keep-alive> 組件的示例：

假設(shè)我們有兩個(gè)組件，一個(gè)是用于顯示用戶信息的組件 <UserProfile>，另一個(gè)是用于顯示用戶訂單信息的組件 <UserOrders>。

我們希望在用戶切換到 <UserProfile> 組件時(shí)，保持該組件的狀態(tài)，并且在用戶切換到 <UserOrders> 組件后再切換回來(lái)時(shí)，不重新初始化 <UserProfile> 組件。

<template>
  <div>
    <keep-alive>
      <!-- 使用 key 屬性確保組件的正確緩存 -->
      <component :is="currentComponent" :key="currentComponent" />
    </keep-alive>

    <button @click="showUserProfile">Show User Profile</button>
    <button @click="showUserOrders">Show User Orders</button>
  </div>
</template>

<script>
import UserProfile from './UserProfile.vue';
import UserOrders from './UserOrders.vue';

export default {
  components: {
    UserProfile,
    UserOrders,
  },
  data() {
    return {
      currentComponent: 'UserProfile', // 初始顯示用戶信息組件
    };
  },
  methods: {
    showUserProfile() {
      this.currentComponent = 'UserProfile';
    },
    showUserOrders() {
      this.currentComponent = 'UserOrders';
    },
  },
};
</script>

在上面的示例中，使用了動(dòng)態(tài)組件 <component :is="currentComponent"> 來(lái)動(dòng)態(tài)地切換顯示 <UserProfile> 和 <UserOrders> 組件。

同時(shí)，將 <keep-alive> 標(biāo)簽包裹在動(dòng)態(tài)組件外部，這樣 <keep-alive> 會(huì)緩存當(dāng)前被顯示的組件。

在切換組件時(shí)，使用 key 屬性來(lái)確保緩存的正確性。當(dāng)切換到不同的組件時(shí)，key 的值會(huì)變化，這會(huì)觸發(fā) <keep-alive> 的重新緩存行為。

注意，key 屬性應(yīng)該是唯一的，以確保每個(gè)組件都能被正確地緩存。在實(shí)際應(yīng)用中，可能需要根據(jù)組件的具體情況設(shè)置不同的 key 值。

理解源碼

<keep-alive> 組件的源碼相對(duì)比較復(fù)雜，涉及到 Vue.js 的虛擬 DOM、組件實(shí)例管理、生命周期管理等方面。

下面簡(jiǎn)要介紹 <keep-alive> 的關(guān)鍵源碼部分，以便了解其基本原理。

在 Vue.js 的源碼中，<keep-alive> 組件是由一個(gè)特殊的內(nèi)置組件 KeepAlive 實(shí)現(xiàn)的。它的主要作用是處理組件的緩存和管理緩存組件的生命周期。

組件的緩存實(shí)現(xiàn)

• KeepAlive 組件內(nèi)部維護(hù)了一個(gè)名為 cache 的對(duì)象，用于存儲(chǔ)緩存的組件實(shí)例。
• 在切換到一個(gè)被緩存的組件時(shí)，KeepAlive 組件首先會(huì)檢查 cache 對(duì)象，是否已經(jīng)有該組件的緩存實(shí)例。
• 如果緩存中有該組件實(shí)例，KeepAlive 直接返回緩存的組件實(shí)例；如果沒(méi)有，KeepAlive 會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的組件實(shí)例，并將其緩存起來(lái)。

組件生命周期的管理

• KeepAlive 組件有兩個(gè)重要的生命周期鉤子函數(shù)：created 和 destroyed。
• 在 created 鉤子函數(shù)中，KeepAlive 會(huì)監(jiān)聽(tīng)父組件的 include 和 exclude 屬性的變化，以決定是否緩存某個(gè)組件。
• 在切換到被緩存組件時(shí)，KeepAlive 會(huì)觸發(fā) activated 生命周期鉤子函數(shù)，并從 cache 中取出對(duì)應(yīng)的緩存組件實(shí)例。如果沒(méi)有緩存實(shí)例，會(huì)觸發(fā)被緩存組件的 created 生命周期。
• 在切換到其他組件時(shí)，KeepAlive 會(huì)觸發(fā) deactivated 生命周期鉤子函數(shù)，并將當(dāng)前緩存的組件實(shí)例暫時(shí)從 cache 中移除。如果需要緩存，則緩存的組件實(shí)例并不會(huì)被銷(xiāo)毀。

組件銷(xiāo)毀時(shí)的處理

• 在 destroyed 鉤子函數(shù)中，KeepAlive 會(huì)銷(xiāo)毀所有緩存的組件實(shí)例，并清空 cache 對(duì)象。

如果想深入了解 <keep-alive> 的源碼實(shí)現(xiàn)，可以查閱 Vue.js 的 GitHub 倉(cāng)庫(kù)并瀏覽相關(guān)代碼 keep-alive源碼。

這個(gè)是從github拿的源碼，有興趣可以研究一下。

import { isRegExp, isArray, remove } from 'shared/util'
import { getFirstComponentChild } from 'core/vdom/helpers/index'
import type VNode from 'core/vdom/vnode'
import type { VNodeComponentOptions } from 'types/vnode'
import type { Component } from 'types/component'
import { getComponentName } from '../vdom/create-component'

type CacheEntry = {
  name?: string
  tag?: string
  componentInstance?: Component
}

type CacheEntryMap = Record<string, CacheEntry | null>

function _getComponentName(opts?: VNodeComponentOptions): string | null {
  return opts && (getComponentName(opts.Ctor.options as any) || opts.tag)
}

function matches(
  pattern: string | RegExp | Array<string>,
  name: string
): boolean {
  if (isArray(pattern)) {
    return pattern.indexOf(name) > -1
  } else if (typeof pattern === 'string') {
    return pattern.split(',').indexOf(name) > -1
  } else if (isRegExp(pattern)) {
    return pattern.test(name)
  }
  /* istanbul ignore next */
  return false
}

function pruneCache(
  keepAliveInstance: { cache: CacheEntryMap; keys: string[]; _vnode: VNode },
  filter: Function
) {
  const { cache, keys, _vnode } = keepAliveInstance
  for (const key in cache) {
    const entry = cache[key]
    if (entry) {
      const name = entry.name
      if (name && !filter(name)) {
        pruneCacheEntry(cache, key, keys, _vnode)
      }
    }
  }
}

function pruneCacheEntry(
  cache: CacheEntryMap,
  key: string,
  keys: Array<string>,
  current?: VNode
) {
  const entry = cache[key]
  if (entry && (!current || entry.tag !== current.tag)) {
    // @ts-expect-error can be undefined
    entry.componentInstance.$destroy()
  }
  cache[key] = null
  remove(keys, key)
}

const patternTypes: Array<Function> = [String, RegExp, Array]

// TODO defineComponent
export default {
  name: 'keep-alive',
  abstract: true,

  props: {
    include: patternTypes,
    exclude: patternTypes,
    max: [String, Number]
  },

  methods: {
    cacheVNode() {
      const { cache, keys, vnodeToCache, keyToCache } = this
      if (vnodeToCache) {
        const { tag, componentInstance, componentOptions } = vnodeToCache
        cache[keyToCache] = {
          name: _getComponentName(componentOptions),
          tag,
          componentInstance
        }
        keys.push(keyToCache)
        // prune oldest entry
        if (this.max && keys.length > parseInt(this.max)) {
          pruneCacheEntry(cache, keys[0], keys, this._vnode)
        }
        this.vnodeToCache = null
      }
    }
  },

  created() {
    this.cache = Object.create(null)
    this.keys = []
  },

  destroyed() {
    for (const key in this.cache) {
      pruneCacheEntry(this.cache, key, this.keys)
    }
  },

  mounted() {
    this.cacheVNode()
    this.$watch('include', val => {
      pruneCache(this, name => matches(val, name))
    })
    this.$watch('exclude', val => {
      pruneCache(this, name => !matches(val, name))
    })
  },

  updated() {
    this.cacheVNode()
  },

  render() {
    const slot = this.$slots.default
    const vnode = getFirstComponentChild(slot)
    const componentOptions = vnode && vnode.componentOptions
    if (componentOptions) {
      // check pattern
      const name = _getComponentName(componentOptions)
      const { include, exclude } = this
      if (
        // not included
        (include && (!name || !matches(include, name))) ||
        // excluded
        (exclude && name && matches(exclude, name))
      ) {
        return vnode
      }

      const { cache, keys } = this
      const key =
        vnode.key == null
          ? // same constructor may get registered as different local components
            // so cid alone is not enough (#3269)
            componentOptions.Ctor.cid +
            (componentOptions.tag ? `::${componentOptions.tag}` : '')
          : vnode.key
      if (cache[key]) {
        vnode.componentInstance = cache[key].componentInstance
        // make current key freshest
        remove(keys, key)
        keys.push(key)
      } else {
        // delay setting the cache until update
        this.vnodeToCache = vnode
        this.keyToCache = key
      }

      // @ts-expect-error can vnode.data can be undefined
      vnode.data.keepAlive = true
    }
    return vnode || (slot && slot[0])
  }
}

總結(jié)

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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