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深入聊一聊虛擬DOM與diff算法

 更新時間:2022年04月19日 10:43:51   作者:豆豆打丑小鴨  
為什么vue等的這些mvvm框架比傳統(tǒng)的操作dom渲染頁面要快,下面這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于虛擬DOM與diff算法的相關(guān)資料,文中通過實例代碼介紹的非常詳細,需要的朋友可以參考下

虛擬DOM與diff算法

在vue、react等技術(shù)出現(xiàn)之前,每次修改DOM都需要通過遍歷查詢DOM樹的方式,找到需要更新的DOM,然后修改樣式或結(jié)構(gòu),資源損耗十分嚴(yán)重。而對于虛擬DOM來說,每次DOM的更改就變成了JS對象的屬性的更改,能方便的查找JS對象的屬性變化,要比查詢DOM樹的性能開銷小,所以能夠改善瀏覽器的性能問題。

對于vue,從vue2就開始支持虛擬DOM。

diff算法:簡單來說就是找出兩個對象的差異,只對有差異的一小塊DOM進行更新,而不是整個DOM,從而達到最小量更新的效果

虛擬DOM:內(nèi)部會把代碼段解析成一個對象(真實DOM是通過模板編譯變成虛擬DOM的)

用JS對象描述DOM的層次結(jié)構(gòu),DOM中的一切屬性都在虛擬DOM中有對應(yīng)的屬性

snabbdom環(huán)境搭建

是虛擬DOM庫,diff算法的鼻祖,vue源碼借鑒了snabbdom

官方git:https://github.com/snabbdom/snabbdom

git上的snabbdom源碼是用TypeScript寫的,如果要直接使用編譯出來的Javascript版的snabbdom庫,可以從npm上下載npm i -D snabbdom

snabbdom庫是DOM庫,不能在node js環(huán)境運行,需要搭建webpack和webpack-dev-server開發(fā)環(huán)境。需要注意的是必須安裝webpack@5。

npm i -D webpack@5 webpack-cli@3 webpack-dev-server@3

配置webpack.config.js文件,參考官網(wǎng)進行配置:https://webpack.docschina.org/

const path = require('path');

module.exports = {
    // 入口
    entry: './src/index.js',

    // 出口
    output: {
        // 虛擬打包路徑,文件夾不會真正生成,而是在8080端口虛擬生成
        publicPath: 'xuni',
        // 打包出來的文件名
        filename: "bundle.js",
    },
    // 配置webpack-dev-server
    devServer: {
        // 端口號
        port: 8082,
        // 靜態(tài)根目錄
        contentBase: 'www',
    },
}

將項目根目錄下的package.json文件中修改script的配置,就可以通過npm run dev啟動項目

配置完之后將官網(wǎng)的Example進行測試,由于示例要獲取id=container的節(jié)點,所以我們需要提前準(zhǔn)備一個id為container的div。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>
</head>
<body>
    <div id="container"></div>
    <script src="/xuni/bundle.js"></script>
</body>
</html>

需要注意的點

頁面出現(xiàn)如下狀態(tài)即表示配置完成

虛擬DOM和h函數(shù)

diff是發(fā)生在虛擬DOM上的

新虛擬DOM和老虛擬DOM進行diff(精細化比較),算出應(yīng)該如何最小量更新,最后反映到真正的DOM上。

h函數(shù)用來產(chǎn)生虛擬節(jié)點(vnode)

h('a',{ props: { href: 'https://www.baidu.com' } }, '百度');

會得到這樣的虛擬節(jié)點

{ "sel": "a", "data": { props: { href: 'https://www.baidu.com' } }, "text": "百度" }

它表示的真正的DOM節(jié)點

<a >百度</a>

如果需要讓虛擬節(jié)點上樹,需要借助patch函數(shù)

import {
    init,
    classModule,
    propsModule,
    styleModule,
    eventListenersModule,
    h,
} from "snabbdom";

// 創(chuàng)建patch函數(shù)
var patch = init([classModule, propsModule, styleModule, eventListenersModule]);

//創(chuàng)建虛擬節(jié)點
var vNode1 = h('a',{ props: { href: 'https://www.baidu.com' } }, '百度');

// 讓虛擬節(jié)點上樹
const container = document.getElementById('container');
patch(container,vNode1);

h函數(shù)可以嵌套使用,從而得到虛擬DOM樹

h('ul',{},[
	h('li',{},'可樂');
	h('li',{},'雪碧');
	h('li',{},'椰汁');
])

diff算法

實現(xiàn)最小量更新。需要key。key是這個節(jié)點的唯一標(biāo)識,告訴diff算法,在更改前后它們是同一個DOM節(jié)點。

只有同一個虛擬節(jié)點,才進行精細化比較。否則就是暴力刪除舊的、插入新的。

同一個虛擬節(jié)點:選擇器相同且key相同

只進行同層比較,不會進行跨層比較。

比如下面這兩個DOM節(jié)點,雖然是同一片虛擬節(jié)點,但是跨層了,依舊會暴力刪除舊的、插入新的。

const vnode1 = h('div',{},[
	h('p',{ key: 'A' }, 'A'),
	h('p',{ key: 'B' }, 'B'),
	h('p',{ key: 'C' }, 'C'),
	h('p',{ key: 'D' }, 'D'),
]);

const vnode2 = h('div',{},h('section',{},[
	h('p',{ key: 'A' }, 'A'),
	h('p',{ key: 'B' }, 'B'),
	h('p',{ key: 'C' }, 'C'),
	h('p',{ key: 'D' }, 'D'),
]))

分析源碼也可以驗證以上所述

首先會去判斷是不是虛擬節(jié)點,不是的話會先去把它包裝成虛擬節(jié)點

然后判斷是不是同一個節(jié)點,不是的話插入新的、刪除舊的,是的話精細化比較

執(zhí)行的流程圖

patch函數(shù)

首先判斷oldVnode是否是虛擬節(jié)點,如果是DOM節(jié)點的話先把oldVnode包裝成虛擬節(jié)點

然后判斷新節(jié)點和舊節(jié)點是否是同一個節(jié)點,判斷key的值是否相同,標(biāo)簽名是否相同,是否都定義了data(data包含一些具體的信息,onclick、style等)

如果不是同一節(jié)點,新節(jié)點直接替換老節(jié)點,刪除舊的、插入新的。在源碼中,創(chuàng)建所有的子節(jié)點時,需要遞歸。

如果新舊節(jié)點是同一個節(jié)點時,會執(zhí)行patchVnode進行子節(jié)點比較

patchVnode函數(shù)

首先會找到對應(yīng)的真實DOM

const elm = (vnode.elm = oldVnode.elm)!;

如果新老節(jié)點相同,直接返回 if(oldVnode === vnode) return

  • 如果vnode沒有文本節(jié)點(isUndef(vnode.text))

    • 都有children且不相同

      使用updateChildren對比children(diff算法的核心)

    • 只有vnode有children

      則oldVnode是一個空標(biāo)簽或者是文本節(jié)點,如果是文本節(jié)點就清空文本節(jié)點,然后將vnode的children創(chuàng)建為真實DOM后插入到空標(biāo)簽內(nèi)。

    • 只有oldVnode有children

      vnode沒有的東西,在oldVnode內(nèi)需要刪除掉removeVnodes(oldVnode有且vnode沒有的,都清空或移除)

    • 只有oldVnode有文本

      清空文本

  • 如果vnode有text屬性且不同

    以vnode為標(biāo)準(zhǔn),無論oldVnode是什么類型節(jié)點,直接設(shè)置為vnode內(nèi)的文本

updateChildren函數(shù)

updateChildren方法的核心:

  • 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

  • ch和oldCh分別設(shè)置StartIdx(頭指針)和EndIdx(尾指針)變量,相互比較。此時就有四個變量:oldStartIdx、oldEndIdx、newStartIdx、newEndIdx(這里采用雙指針的思想)

    有四種方式來比較:

    oldStartIdx和newStartIdx比較

    如果匹配,DOM不用修改,將oldStartIdx和newStartIdx的下標(biāo)往后移一位

    oldEndIdx和newEndIdx比較

    如果匹配,DOM不用修改,將oldEndIdx和newEndIdx的下標(biāo)往前移一位

    oldStartIdx和newEndIdx比較

    如果匹配,DOM不用修改,將oldStartIdx對應(yīng)的真實DOM插入到最后一位,oldStartIdx的下標(biāo)后移一位,newEndIdx的下標(biāo)前移一位。

    oldEndIdx和newStartIdx比較

    如果匹配,DOM不用修改,將oldEndIdx對應(yīng)的真實DOM插入到oldEndIdx對應(yīng)真實Dom的前面,oldEndIdx的下標(biāo)前移一位,newStartIdx的下標(biāo)后移一位。

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,在比較過程中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

處理結(jié)束后,如果新節(jié)點有剩余,就添加;如果舊節(jié)點有剩余,就刪除

v-for中key作用與原理

key是虛擬DOM對象的標(biāo)識,當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生變化時,Vue會根據(jù)【新數(shù)據(jù)】產(chǎn)生【新的虛擬DOM】,隨后Vue進行【新虛擬DOM】與【舊虛擬DOM】的差異比較,比較規(guī)則如下:

(1)舊虛擬DOM中找到了與新虛擬DOM相同的key

?①若虛擬DOM中內(nèi)容沒變,直接使用之前的真實DOM

?②若虛擬DOM中內(nèi)容變了,則生成新的真實DOM,隨后替換掉頁面中之前的真實DOM

(2)舊虛擬DOM中未找到與新虛擬DOM相同的key

?創(chuàng)建新的真實DOM,隨后渲染到頁面

所以,如果用index作為key可能會引發(fā)的問題:

(1)若對數(shù)據(jù)進行:逆序添加、逆序刪除等破環(huán)順序操作,會產(chǎn)生沒有必要的真實DOM更新==>界面效果沒問題,但效率低

(2)如果結(jié)構(gòu)中還包含輸入類的DOM,會產(chǎn)生錯誤DOM錯誤==>界面有問題

實際開發(fā)中如何選擇key

最好使用每條數(shù)據(jù)的唯一標(biāo)識作為key,比如id、手機號、身份證號、學(xué)號等唯一值如果不存在對數(shù)據(jù)的逆序添加、逆序刪除等破壞順序操作,僅用于渲染列表用于展示,使用index作為key是沒有問題的

總結(jié)

到此這篇關(guān)于虛擬DOM與diff算法的文章就介紹到這了,更多相關(guān)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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