前言

使用過Vue和React的小伙伴肯定對虛擬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，是用JS對象來模擬真實DOM中的節(jié)點，該對象包含了真實DOM的結(jié)構(gòu)及其屬性，用于對比虛擬DOM和真實DOM的差異，從而進行局部渲染來達到優(yōu)化性能的目的。
真實的元素節(jié)點：

<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，是不是有小伙伴會問：Vue和React框架中為什么會用到它呢？好問題！那來解決下小伙伴的疑問。
起初我們在使用JS/JQuery時，不可避免的會大量操作DOM，而DOM的變化又會引發(fā)回流或重繪，從而降低頁面渲染性能。那么怎樣來減少對DOM的操作呢？此時虛擬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。因為Vnode本質(zhì)是JS對象，所以不管Node還是瀏覽器環(huán)境，都可以操作；
2. 減少了對Dom的操作。頁面中的數(shù)據(jù)和狀態(tài)變化，都通過Vnode對比，只需要在比對完之后更新DOM，不需要頻繁操作，提高了頁面性能；

虛擬DOM和真實DOM的區(qū)別？

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

• 虛擬DOM不會進行回流和重繪；
• 真實DOM在頻繁操作時引發(fā)的回流重繪導(dǎo)致性能很低；
• 虛擬DOM頻繁修改，然后一次性對比差異并修改真實DOM，最后進行依次回流重繪，減少了真實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，因為是和真實DOM對比，更新差異部分，所以只渲染局部；

總損耗 = 真實DOM增刪改 + (多節(jié)點)回流/重繪;    //計算使用真實DOM的損耗
總損耗 = 虛擬DOM增刪改 + (diff對比)真實DOM差異化增刪改 + (較少節(jié)點)回流/重繪;   //計算使用虛擬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，vue如何來更新視圖的？其實很簡單，一開始會根據(jù)真實DOM生成虛擬DOM，當(dāng)虛擬DOM某個節(jié)點的數(shù)據(jù)改變后會生成一個新的Vnode，然后VNode和oldVnode對比，把不同的地方修改在真實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，一邊比較一邊給真實DOM打補丁(patch)；

對照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是怎樣打補丁的？

//patch函數(shù) oldVnode:老節(jié)點 vnode:新節(jié)點
function patch (oldVnode, vnode) {
 ...
 if (sameVnode(oldVnode, vnode)) {
 patchVnode(oldVnode, vnode) //如果新老節(jié)點是同一節(jié)點,那么進一步通過patchVnode來比較子節(jié)點
 } else {
 /* -----否則新節(jié)點直接替換老節(jié)點----- */
 const oEl = oldVnode.el // 當(dāng)前oldVnode對應(yīng)的真實元素節(jié)點
 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)) // 將新元素添加進父元素
  api.removeChild(parentEle, oldVnode.el) // 移除以前的舊元素節(jié)點
  oldVnode = null
 }
 }
 ...
 return vnode
}

//判斷兩節(jié)點是否為同一節(jié)點
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
 // 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)點是否為同一節(jié)點：

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

那如果不是同一節(jié)點，但是它們子節(jié)點一樣怎么辦嘞？OMG，要牢記：diff是同層比較，不存在跨級比較的！簡單提一嘴，React中也是如此，它們只是針對同一層的節(jié)點進行比較。

patchVnode

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

function patchVnode (oldVnode, vnode) {
 const el = vnode.el = oldVnode.el  //找到對應(yīng)的真實DOM
 let i, oldCh = oldVnode.children, ch = vnode.children 
 if (oldVnode === vnode) return  //如果新老節(jié)點相同,直接返回
 if (oldVnode.text !== null && vnode.text !== null && oldVnode.text !== vnode.text) {
 //如果新老節(jié)點都有文本節(jié)點且不相等,那么新節(jié)點的文本節(jié)點替換老節(jié)點的文本節(jié)點
 api.setTextContent(el, vnode.text) 
 }else {
 updateEle(el, vnode, oldVnode)
 if (oldCh && ch && oldCh !== ch) {
  //如果新老節(jié)點都有子節(jié)點,執(zhí)行updateChildren比較子節(jié)點[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)點有子節(jié)點而老節(jié)點沒有子節(jié)點,那么將新節(jié)點的子節(jié)點添加到老節(jié)點上
  createEle(vnode)
 }else if (oldCh){
  //如果新節(jié)點沒有子節(jié)點而老節(jié)點有子節(jié)點，那么刪除老節(jié)點的子節(jié)點
  api.removeChildren(el)
 }
 }
}

如果兩個節(jié)點不一樣，直接用新節(jié)點替換老節(jié)點；

如果兩個節(jié)點一樣，

• ​新老節(jié)點一樣，直接返回；
• ​老節(jié)點有子節(jié)點，新節(jié)點沒有：刪除老節(jié)點的子節(jié)點；
• 老節(jié)點沒有子節(jié)點，新節(jié)點有子節(jié)點：新節(jié)點的子節(jié)點直接append到老節(jié)點；
• ​都只有文本節(jié)點：直接用新節(jié)點的文本節(jié)點替換老的文本節(jié)點；
• ​都有子節(jié)點：updateChildren

最復(fù)雜的情況也就是新老節(jié)點都有子節(jié)點，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，這里先做個概述。updateChildren方法的核心：

1. 提取出新老節(jié)點的子節(jié)點：新節(jié)點子節(jié)點ch和老節(jié)點子節(jié)點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至少有一個已經(jīng)遍歷完成，此時就會結(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oldStartIdx和newStarIdx匹配，所以將dom中的A節(jié)點放到第一個位置，此時A已經(jīng)在第一個位置，所以不做處理，此時真實DOM順序：A  B  C；

第二步：

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

此時oldEndIdx和newStartIdx匹配，將原本的C節(jié)點移動到A后面，此時真實DOM順序：A   C   B；

第三步：

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

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

所以匹配過程中判斷結(jié)束有兩個條件：

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

看下圖這個實例，就是新節(jié)點先遍歷完成刪除多余節(jié)點：

最后，在這些子節(jié)點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)點都比對完成，也就把所有的補丁都打好了，此時更新到視圖。

總結(jié)

最后，用一張圖來記憶整個Diff過程，希望你能有所收獲！

彩蛋

因為React只是簡單學(xué)了基礎(chǔ)，這里作為對比來概述一下：

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

2.diff永遠都是同層比較，如果節(jié)點類型不同，直接用新的替換舊的。如果節(jié)點類型相同，就比較他們的子節(jié)點，依次類推。通常元素上綁定的key值就是用來比較節(jié)點的，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，因為當(dāng)數(shù)組元素發(fā)生變化時index會有所改動。

3.渲染機制的整個過程包含了更新操作，將虛擬DOM轉(zhuǎn)換為真實DOM，所以整個渲染過程就是Reconciliation。而這個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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