Vue 的 Vapor mode 和 alien-signals

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Vue 的 Vapor 模式与 alien-signals

1. Vapor 模式详解

1.1 什么是 Vapor 模式

Vapor 模式是 Vue 3.6 引入的一种新的渲染模式，它完全抛弃了传统的虚拟 DOM 机制，采用编译时优化的方式来提升性能。

传统 Vue 渲染流程：

模板编译 → 渲染函数
渲染函数执行 → 虚拟 DOM
虚拟 DOM diff → 找出差异
差异应用到真实 DOM

Vapor 模式渲染流程：

模板编译 → 静态分析
生成直接操作 DOM 的代码
运行时直接更新真实 DOM

1.2 启用 Vapor 模式

javascript

// vite.config.js
import { defineConfig } from "vite";
import vue from "@vitejs/plugin-vue";

export default defineConfig({
  plugins: [
    vue({
      script: {
        defineModel: true,
        propsDestructure: true,
      },
      template: {
        compilerOptions: {
          // 启用 Vapor 模式
          vapor: true,
        },
      },
    }),
  ],
});

1.3 Vapor 模式的优势

性能提升：消除了虚拟 DOM 的创建和 diff 开销
内存优化：减少了内存占用，特别是在大型应用中
更快的首次渲染：直接操作 DOM，减少了中间层
更好的 Tree-shaking：编译时优化，未使用的代码会被移除

1.4 使用示例

vue

<template>
  <div class="counter">
    <h1>{{ count }}</h1>
    <button @click="increment">+1</button>
    <button @click="decrement">-1</button>
  </div>
</template>

<script setup>
import { ref } from "vue";

const count = ref(0);

const increment = () => {
  count.value++;
};

const decrement = () => {
  count.value--;
};
</script>

在 Vapor 模式下，上面的代码会被编译成类似这样的代码：

javascript

// 编译后的代码（简化版）
export function render() {
  const div = document.createElement("div");
  div.className = "counter";

  const h1 = document.createElement("h1");
  const button1 = document.createElement("button");
  const button2 = document.createElement("button");

  // 直接绑定事件和响应式更新
  button1.onclick = increment;
  button2.onclick = decrement;

  // 响应式更新直接操作 DOM
  effect(() => {
    h1.textContent = count.value;
  });

  return div;
}

2. Alien Signals 详解

2.1 传统响应式系统的问题

Vue 3 之前的响应式系统使用 Proxy + Set/Map 来追踪依赖关系：

javascript

// 传统响应式系统
const depsMap = new Map();
const targetMap = new WeakMap();

function track(target, key) {
  let deps = depsMap.get(target);
  if (!deps) {
    deps = new Map();
    depsMap.set(target, deps);
  }

  let dep = deps.get(key);
  if (!dep) {
    dep = new Set();
    deps.set(key, dep);
  }

  dep.add(activeEffect);
}

这种设计存在以下问题：

内存开销大：需要维护大量的 Set 和 Map
依赖关系复杂：多层嵌套的数据结构
垃圾回收压力：频繁创建和销毁集合对象

2.2 Alien Signals 的设计思想

Alien Signals 采用链表结构来管理依赖关系，每个响应式值（ref/signal）都有一个对应的 Link 节点：

javascript

// Alien Signals 的核心概念
class Link {
  constructor(value) {
    this.value = value;
    this.next = null;
    this.prev = null;
  }
}

class Signal {
  constructor(initialValue) {
    this.link = new Link(initialValue);
  }

  get value() {
    // 收集依赖
    trackLink(this.link);
    return this.link.value;
  }

  set value(newValue) {
    this.link.value = newValue;
    // 触发更新
    triggerLink(this.link);
  }
}

2.3 使用 Alien Signals

javascript

import { signal, computed, effect } from "vue";

// 创建 signal
const count = signal(0);
const name = signal("Vue");

// 创建 computed
const doubleCount = computed(() => count.value * 2);

// 创建 effect
effect(() => {
  console.log(`Count: ${count.value}, Double: ${doubleCount.value}`);
});

// 更新值
count.value = 5; // 自动触发 effect

2.4 依赖关系图

在 Alien Signals 中，依赖关系形成了一个链表图：

plaintext

count.link → doubleCount.link → effect.link
    ↓              ↓              ↓
  value=5    computed_fn    console.log
    ↓              ↓              ↓
  trigger →    recompute →    execute

3. 源码深度解析

3.1 Vapor 模式编译过程

javascript

// 编译器的核心逻辑（简化版）
function compileTemplate(template) {
  const ast = parse(template);
  const vaporCode = generateVaporCode(ast);
  return vaporCode;
}

function generateVaporCode(ast) {
  let code = "";

  for (const node of ast.children) {
    if (node.type === "element") {
      code += generateElementCode(node);
    } else if (node.type === "interpolation") {
      code += generateInterpolationCode(node);
    }
  }

  return code;
}

function generateElementCode(node) {
  return `
    const ${node.tag} = document.createElement('${node.tag}')
    ${generateAttributesCode(node.attrs)}
    ${generateChildrenCode(node.children)}
  `;
}

3.2 Alien Signals 核心实现

javascript

// Signal 类的核心实现
class Signal {
  constructor(initialValue) {
    this._value = initialValue;
    this._subscribers = new Set();
  }

  get value() {
    // 收集当前活跃的 effect
    if (activeEffect) {
      this._subscribers.add(activeEffect);
    }
    return this._value;
  }

  set value(newValue) {
    if (this._value !== newValue) {
      this._value = newValue;
      // 通知所有订阅者
      this._subscribers.forEach((effect) => effect());
    }
  }
}

// Effect 的实现
let activeEffect = null;

function effect(fn) {
  const effectFn = () => {
    activeEffect = effectFn;
    fn();
    activeEffect = null;
  };
  effectFn();
}

3.3 链表结构的实现

javascript

// Link 节点的实现
class Link {
  constructor(value, type = "signal") {
    this.value = value;
    this.type = type;
    this.next = null;
    this.prev = null;
    this.deps = new Set();
  }

  addDep(dep) {
    this.deps.add(dep);
  }

  removeDep(dep) {
    this.deps.delete(dep);
  }

  notify() {
    this.deps.forEach((dep) => dep.update());
  }
}

// 依赖收集
function trackLink(link) {
  if (activeEffect) {
    link.addDep(activeEffect);
    activeEffect.addLink(link);
  }
}

// 触发更新
function triggerLink(link) {
  link.notify();
}

4. 性能对比分析

4.1 内存使用对比

javascript

// 传统响应式系统内存使用
const traditionalMemory = {
  depsMap: new Map(), // 存储所有依赖关系
  targetMap: new WeakMap(), // 存储目标对象映射
  effectSet: new Set(), // 存储所有 effect
};

// Alien Signals 内存使用
const alienSignalsMemory = {
  links: [], // 简单的链表节点数组
  effects: [], // effect 数组
};

4.2 性能测试结果

javascript

// 创建 1000 个响应式对象
const traditionalTime = performance.now();
for (let i = 0; i < 1000; i++) {
  const obj = reactive({ count: i });
  effect(() => obj.count);
}
console.log(`传统方式耗时: ${performance.now() - traditionalTime}ms`);

const alienTime = performance.now();
for (let i = 0; i < 1000; i++) {
  const count = signal(i);
  effect(() => count.value);
}
console.log(`Alien Signals 耗时: ${performance.now() - alienTime}ms`);

5. 最佳实践

5.1 何时使用 Vapor 模式

新项目：建议直接启用 Vapor 模式
性能敏感的应用：如游戏、动画等
大型应用：需要优化内存使用的场景

5.2 何时使用 Alien Signals

需要细粒度控制：精确的依赖追踪
复杂的状态管理：避免不必要的更新
性能优化：减少内存占用

5.3 迁移策略

javascript

// 从传统 ref 迁移到 signal
// 旧代码
const count = ref(0);
const doubleCount = computed(() => count.value * 2);

// 新代码
const count = signal(0);
const doubleCount = computed(() => count.value * 2);

6. 未来展望

6.1 Vue 4.0 的规划

完全基于 Vapor 模式：默认启用，不再支持虚拟 DOM
Alien Signals 成为标准：完全替代传统响应式系统
更好的 TypeScript 支持：类型安全的 signal

6.2 生态系统适配

Vue Router：适配 Vapor 模式
Pinia：基于 Alien Signals 重构
Vue DevTools：支持新的调试模式

7. 总结

Vue 3.6 的 Vapor 模式和 Alien Signals 代表了前端框架发展的新方向：

编译时优化：通过静态分析提升运行时性能
数据结构优化：用链表替代复杂的 Map/Set 结构
内存友好：减少垃圾回收压力
开发体验：保持 API 的简洁性

这些改进不仅提升了 Vue 的性能，也为整个前端生态系统树立了新的标准。作为开发者，我们应该积极拥抱这些新技术，并在实际项目中验证其效果。

参考资料

Vue 的 Vapor mode 和 alien-signalshttps://indulgeback.github.io/posts/%E6%BA%90%E7%A0%81%E6%8E%A2%E7%A7%98/1%E3%80%81Vue%E7%9A%84Vapor%E6%A8%A1%E5%BC%8F%E5%92%8Calien-signals

作者LeviLiu

发布于10/17

更新于11/7

许可协议 CC BY-NC-SA 4.0

署名-非商业性使用-相同方式共享 4.0 国际

Vue 源码

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Vue 的 Vapor mode 和 alien-signals

Vue 的 Vapor 模式与 alien-signals ​

1. Vapor 模式详解 ​

1.1 什么是 Vapor 模式 ​

1.2 启用 Vapor 模式 ​

1.3 Vapor 模式的优势 ​

1.4 使用示例 ​

2. Alien Signals 详解 ​

2.1 传统响应式系统的问题 ​

2.2 Alien Signals 的设计思想 ​

2.3 使用 Alien Signals ​

2.4 依赖关系图 ​

3. 源码深度解析 ​

3.1 Vapor 模式编译过程 ​

3.2 Alien Signals 核心实现 ​

3.3 链表结构的实现 ​

4. 性能对比分析 ​

4.1 内存使用对比 ​

4.2 性能测试结果 ​

5. 最佳实践 ​

5.1 何时使用 Vapor 模式 ​

5.2 何时使用 Alien Signals ​

5.3 迁移策略 ​

6. 未来展望 ​

6.1 Vue 4.0 的规划 ​

6.2 生态系统适配 ​

7. 总结 ​

参考资料 ​

Vue 的 Vapor 模式与 alien-signals

1. Vapor 模式详解

1.1 什么是 Vapor 模式

1.2 启用 Vapor 模式

1.3 Vapor 模式的优势

1.4 使用示例

2. Alien Signals 详解

2.1 传统响应式系统的问题

2.2 Alien Signals 的设计思想

2.3 使用 Alien Signals

2.4 依赖关系图

3. 源码深度解析

3.1 Vapor 模式编译过程

3.2 Alien Signals 核心实现

3.3 链表结构的实现

4. 性能对比分析

4.1 内存使用对比

4.2 性能测试结果

5. 最佳实践

5.1 何时使用 Vapor 模式

5.2 何时使用 Alien Signals

5.3 迁移策略

6. 未来展望

6.1 Vue 4.0 的规划

6.2 生态系统适配

7. 总结

参考资料