前言

使用過Vue和React的小伙伴肯定對(duì)虛擬Dom和diff算法很熟悉，它扮演著很重要的角色。由于小編接觸Vue比較多，React只是淺學(xué)，所以本篇主要針對(duì)Vue來展開介紹，帶你一步一步搞懂它。

虛擬DOM

什么是虛擬DOM？

虛擬DOM（Virtual   Dom），也就是我們常說的虛擬節(jié)點(diǎn)，是用JS對(duì)象來模擬真實(shí)DOM中的節(jié)點(diǎn)，該對(duì)象包含了真實(shí)DOM的結(jié)構(gòu)及其屬性，用于對(duì)比虛擬DOM和真實(shí)DOM的差異，從而進(jìn)行局部渲染來達(dá)到優(yōu)化性能的目的。
真實(shí)的元素節(jié)點(diǎn)：

<div id="wrap">
 <p class="title">Hello world!</p>
</div>

VNode：

{
 tag:'div',
 attrs:{
 id:'wrap'
 },
 children:[
 {
  tag:'p',
  text:'Hello world!',
  attrs:{
  class:'title',
  }
 }
 ]
}

為什么使用虛擬DOM？

簡單了解虛擬DOM后，是不是有小伙伴會(huì)問：Vue和React框架中為什么會(huì)用到它呢？好問題！那來解決下小伙伴的疑問。
起初我們?cè)谑褂肑S/JQuery時(shí)，不可避免的會(huì)大量操作DOM，而DOM的變化又會(huì)引發(fā)回流或重繪，從而降低頁面渲染性能。那么怎樣來減少對(duì)DOM的操作呢？此時(shí)虛擬DOM應(yīng)用而生，所以虛擬DOM出現(xiàn)的主要目的就是為了減少頻繁操作DOM而引起回流重繪所引發(fā)的性能問題的！

虛擬DOM的作用是什么？

1. 兼容性好。因?yàn)閂node本質(zhì)是JS對(duì)象，所以不管Node還是瀏覽器環(huán)境，都可以操作；
2. 減少了對(duì)Dom的操作。頁面中的數(shù)據(jù)和狀態(tài)變化，都通過Vnode對(duì)比，只需要在比對(duì)完之后更新DOM，不需要頻繁操作，提高了頁面性能；

虛擬DOM和真實(shí)DOM的區(qū)別？

說到這里，那么虛擬DOM和真實(shí)DOM的區(qū)別是什么呢？總結(jié)大概如下：

• 虛擬DOM不會(huì)進(jìn)行回流和重繪；
• 真實(shí)DOM在頻繁操作時(shí)引發(fā)的回流重繪導(dǎo)致性能很低；
• 虛擬DOM頻繁修改，然后一次性對(duì)比差異并修改真實(shí)DOM，最后進(jìn)行依次回流重繪，減少了真實(shí)DOM中多次回流重繪引起的性能損耗；
• 虛擬DOM有效降低大面積的重繪與排版，因?yàn)槭呛驼鎸?shí)DOM對(duì)比，更新差異部分，所以只渲染局部；

總損耗 = 真實(shí)DOM增刪改 + (多節(jié)點(diǎn))回流/重繪;    //計(jì)算使用真實(shí)DOM的損耗
總損耗 = 虛擬DOM增刪改 + (diff對(duì)比)真實(shí)DOM差異化增刪改 + (較少節(jié)點(diǎn))回流/重繪;   //計(jì)算使用虛擬DOM的損耗

可以發(fā)現(xiàn)，都是圍繞頻繁操作真實(shí)DOM引起回流重繪，導(dǎo)致頁面性能損耗來說的。不過框架也不一定非要使用虛擬DOM，關(guān)鍵在于看是否頻繁操作會(huì)引起大面積的DOM操作。

那么虛擬DOM究竟通過什么方式來減少了頁面中頻繁操作DOM呢？這就不得不去了解DOM Diff算法了。

DIFF算法

當(dāng)數(shù)據(jù)變化時(shí)，vue如何來更新視圖的？其實(shí)很簡單，一開始會(huì)根據(jù)真實(shí)DOM生成虛擬DOM，當(dāng)虛擬DOM某個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)改變后會(huì)生成一個(gè)新的Vnode，然后VNode和oldVnode對(duì)比，把不同的地方修改在真實(shí)DOM上，最后再使得oldVnode的值為Vnode。

diff過程就是調(diào)用patch函數(shù)，比較新老節(jié)點(diǎn)，一邊比較一邊給真實(shí)DOM打補(bǔ)丁(patch)；

對(duì)照vue源碼來解析一下，貼出核心代碼，旨在簡單明了講述清楚，不然小編自己看著都頭大了O(∩_∩)O

patch

那么patch是怎樣打補(bǔ)丁的？

//patch函數(shù) oldVnode:老節(jié)點(diǎn) vnode:新節(jié)點(diǎn)
function patch (oldVnode, vnode) {
 ...
 if (sameVnode(oldVnode, vnode)) {
 patchVnode(oldVnode, vnode) //如果新老節(jié)點(diǎn)是同一節(jié)點(diǎn),那么進(jìn)一步通過patchVnode來比較子節(jié)點(diǎn)
 } else {
 /* -----否則新節(jié)點(diǎn)直接替換老節(jié)點(diǎn)----- */
 const oEl = oldVnode.el // 當(dāng)前oldVnode對(duì)應(yīng)的真實(shí)元素節(jié)點(diǎn)
 let parentEle = api.parentNode(oEl) // 父元素
 createEle(vnode) // 根據(jù)Vnode生成新元素
 if (parentEle !== null) {
  api.insertBefore(parentEle, vnode.el, api.nextSibling(oEl)) // 將新元素添加進(jìn)父元素
  api.removeChild(parentEle, oldVnode.el) // 移除以前的舊元素節(jié)點(diǎn)
  oldVnode = null
 }
 }
 ...
 return vnode
}

//判斷兩節(jié)點(diǎn)是否為同一節(jié)點(diǎn)
function sameVnode (a, b) {
 return (
 a.key === b.key && // key值
 a.tag === b.tag && // 標(biāo)簽名
 a.isComment === b.isComment && // 是否為注釋節(jié)點(diǎn)
 // 是否都定義了data，data包含一些具體信息，例如onclick , style
 isDef(a.data) === isDef(b.data) && 
 sameInputType(a, b) // 當(dāng)標(biāo)簽是<input>的時(shí)候，type必須相同
 )
}

從上面可以看出，patch函數(shù)是通過判斷新老節(jié)點(diǎn)是否為同一節(jié)點(diǎn)：

• 如果是同一節(jié)點(diǎn)，執(zhí)行patchVnode進(jìn)行子節(jié)點(diǎn)比較；
• 如果不是同一節(jié)點(diǎn)，新節(jié)點(diǎn)直接替換老節(jié)點(diǎn)；
  

那如果不是同一節(jié)點(diǎn)，但是它們子節(jié)點(diǎn)一樣怎么辦嘞？OMG，要牢記：diff是同層比較，不存在跨級(jí)比較的！簡單提一嘴，React中也是如此，它們只是針對(duì)同一層的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行比較。

patchVnode

既然到了patchVnode方法，說明新老節(jié)點(diǎn)為同一節(jié)點(diǎn)，那么這個(gè)方法做了什么處理？

function patchVnode (oldVnode, vnode) {
 const el = vnode.el = oldVnode.el  //找到對(duì)應(yīng)的真實(shí)DOM
 let i, oldCh = oldVnode.children, ch = vnode.children 
 if (oldVnode === vnode) return  //如果新老節(jié)點(diǎn)相同,直接返回
 if (oldVnode.text !== null && vnode.text !== null && oldVnode.text !== vnode.text) {
 //如果新老節(jié)點(diǎn)都有文本節(jié)點(diǎn)且不相等,那么新節(jié)點(diǎn)的文本節(jié)點(diǎn)替換老節(jié)點(diǎn)的文本節(jié)點(diǎn)
 api.setTextContent(el, vnode.text) 
 }else {
 updateEle(el, vnode, oldVnode)
 if (oldCh && ch && oldCh !== ch) {
  //如果新老節(jié)點(diǎn)都有子節(jié)點(diǎn),執(zhí)行updateChildren比較子節(jié)點(diǎn)[很重要也很復(fù)雜,下面展開介紹]
  updateChildren(el, oldCh, ch)
 }else if (ch){
  //如果新節(jié)點(diǎn)有子節(jié)點(diǎn)而老節(jié)點(diǎn)沒有子節(jié)點(diǎn),那么將新節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)添加到老節(jié)點(diǎn)上
  createEle(vnode)
 }else if (oldCh){
  //如果新節(jié)點(diǎn)沒有子節(jié)點(diǎn)而老節(jié)點(diǎn)有子節(jié)點(diǎn)，那么刪除老節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)
  api.removeChildren(el)
 }
 }
}

如果兩個(gè)節(jié)點(diǎn)不一樣，直接用新節(jié)點(diǎn)替換老節(jié)點(diǎn)；

如果兩個(gè)節(jié)點(diǎn)一樣，

• ​新老節(jié)點(diǎn)一樣，直接返回；
• ​老節(jié)點(diǎn)有子節(jié)點(diǎn)，新節(jié)點(diǎn)沒有：刪除老節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)；
• 老節(jié)點(diǎn)沒有子節(jié)點(diǎn)，新節(jié)點(diǎn)有子節(jié)點(diǎn)：新節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)直接append到老節(jié)點(diǎn)；
• ​都只有文本節(jié)點(diǎn)：直接用新節(jié)點(diǎn)的文本節(jié)點(diǎn)替換老的文本節(jié)點(diǎn)；
• ​都有子節(jié)點(diǎn)：updateChildren

最復(fù)雜的情況也就是新老節(jié)點(diǎn)都有子節(jié)點(diǎn)，那么updateChildren是如何來處理這一問題的，該方法也是diff算法的核心，下面我們來了解一下！

updateChildren

由于代碼太多了，這里先做個(gè)概述。updateChildren方法的核心：

1. 提取出新老節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)：新節(jié)點(diǎn)子節(jié)點(diǎn)ch和老節(jié)點(diǎn)子節(jié)點(diǎn)oldCh；
2. ch和oldCh分別設(shè)置StartIdx（指向頭）和EndIdx（指向尾）變量，它們兩兩比較（按照sameNode方法），有四種方式來比較。如果4種方式都沒有匹配成功，如果設(shè)置了key就通過key進(jìn)行比較，在比較過程種startIdx++，endIdx--，一旦StartIdx > EndIdx表明ch或者oldCh至少有一個(gè)已經(jīng)遍歷完成，此時(shí)就會(huì)結(jié)束比較。

下面結(jié)合圖來理解：

第一步：

oldStartIdx = A , oldEndIdx = C;
newStartIdx = A , newEndIdx = D;

此時(shí)oldStartIdx和newStarIdx匹配，所以將dom中的A節(jié)點(diǎn)放到第一個(gè)位置，此時(shí)A已經(jīng)在第一個(gè)位置，所以不做處理，此時(shí)真實(shí)DOM順序：A  B  C；

第二步：

oldStartIdx = B , oldEndIdx = C;
newStartIdx = C , oldEndIdx = D;

此時(shí)oldEndIdx和newStartIdx匹配，將原本的C節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到A后面，此時(shí)真實(shí)DOM順序：A   C   B；

第三步：

oldStartIdx = C , oldEndIdx = C;
newStartIdx = B , newEndIdx = D;
oldStartIdx++,oldEndIdx--;
oldStartIdx > oldEndIdx

此時(shí)遍歷結(jié)束，oldCh已經(jīng)遍歷完，那么將剩余的ch節(jié)點(diǎn)根據(jù)自己的index插入到真實(shí)DOM中即可，此時(shí)真實(shí)DOM順序：A  C  B  D；

所以匹配過程中判斷結(jié)束有兩個(gè)條件：

• oldStartIdx > oldEndIdx表示oldCh先遍歷完成，如果ch有剩余節(jié)點(diǎn)就根據(jù)對(duì)應(yīng)index添加到真實(shí)DOM中；
• newStartIdx > newEndIdx表示ch先遍歷完成，那么就要在真實(shí)DOM中將多余節(jié)點(diǎn)刪除掉；

看下圖這個(gè)實(shí)例，就是新節(jié)點(diǎn)先遍歷完成刪除多余節(jié)點(diǎn)：

最后，在這些子節(jié)點(diǎn)sameVnode后如果滿足條件繼續(xù)執(zhí)行patchVnode，層層遞歸，直到oldVnode和Vnode中所有子節(jié)點(diǎn)都比對(duì)完成，也就把所有的補(bǔ)丁都打好了，此時(shí)更新到視圖。

總結(jié)

最后，用一張圖來記憶整個(gè)Diff過程，希望你能有所收獲！

彩蛋

因?yàn)镽eact只是簡單學(xué)了基礎(chǔ)，這里作為對(duì)比來概述一下：

1.React渲染機(jī)制：React采用虛擬DOM，在每次屬性和狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，render函數(shù)會(huì)返回不同的元素樹，然后對(duì)比返回的元素樹和上次渲染樹的差異并對(duì)差異部分進(jìn)行更新，最后渲染為真實(shí)DOM。

2.diff永遠(yuǎn)都是同層比較，如果節(jié)點(diǎn)類型不同，直接用新的替換舊的。如果節(jié)點(diǎn)類型相同，就比較他們的子節(jié)點(diǎn)，依次類推。通常元素上綁定的key值就是用來比較節(jié)點(diǎn)的，所以一定要保證其唯一性，一般不采用數(shù)組下標(biāo)來作為key值，因?yàn)楫?dāng)數(shù)組元素發(fā)生變化時(shí)index會(huì)有所改動(dòng)。

3.渲染機(jī)制的整個(gè)過程包含了更新操作，將虛擬DOM轉(zhuǎn)換為真實(shí)DOM，所以整個(gè)渲染過程就是Reconciliation。而這個(gè)過程的核心又主要是diff算法，利用的是生命周期shouldComponentUpdate函數(shù)。

到此這篇帶你搞懂Vue虛擬Dom與diff算法的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Vue虛擬Dom與diff算法內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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