从源码角度来回答keep-alive组件的缓存原理
(编辑：jimmy 日期: 2024/11/9 浏览：2)
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。