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一篇文章帶你搞懂Vue虛擬Dom與diff算法

 更新時間:2020年08月25日 17:11:59   作者:是蹄蹄吖  
這篇文章主要給大家介紹了關于Vue虛擬Dom與diff算法的相關資料,文中通過示例代碼介紹的非常詳細,對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值,需要的朋友們下面隨著小編來一起學習學習吧

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,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的結構及其屬性,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 // 當前oldVnode對應的真實元素節(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) // 當標簽是<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,此時就會結束比較。

下面結合圖來理解:

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

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只是簡單學了基礎,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)組下標來作為key值,因為當數(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)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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