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    深入了解vue.js中的diff算法

    青灯夜游青灯夜游2020-10-14 17:24:25转载59

    本篇文章给大家详细了解一下vue.js中的diff算法。有一定的参考价值,有需要的朋友可以参考一下,希望对大家有所帮助。

    前言

    我的目标是写一个非常详细的关于diff的干货,所以本文有点长。也会用到大量的图片以及代码举例,目的让看这篇文章的朋友一定弄明白diff的边边角角。

    先来了解几个点...

    1. 当数据发生变化时,vue是怎么更新节点的?

    要知道渲染真实DOM的开销是很大的,比如有时候我们修改了某个数据,如果直接渲染到真实dom上会引起整个dom树的重绘和重排,有没有可能我们只更新我们修改的那一小块dom而不要更新整个dom呢?diff算法能够帮助我们。

    我们先根据真实DOM生成一颗virtual DOM,当virtual DOM某个节点的数据改变后会生成一个新的Vnode,然后Vnode和oldVnode作对比,发现有不一样的地方就直接修改在真实的DOM上,然后使oldVnode的值为Vnode。

    diff的过程就是调用名为patch的函数,比较新旧节点,一边比较一边给真实的DOM打补丁。

    2. virtual DOM和真实DOM的区别?

    virtual DOM是将真实的DOM的数据抽取出来,以对象的形式模拟树形结构。比如dom是这样的:

    <div>
        <p>123</p>
      </div>

    对应的virtual DOM(伪代码):

    var Vnode = {
        tag: 'div',
        children: [
            { tag: 'p', text: '123' }
        ]
    };

    (温馨提示:VNode和oldVNode都是对象,一定要记住)

    3. diff的比较方式?

    在采取diff算法比较新旧节点的时候,比较只会在同层级进行, 不会跨层级比较。

    <div>
        <p>123</p>
    </div>
    
    <div>
        <span>456</span>
    </div>

    上面的代码会分别比较同一层的两个div以及第二层的p和span,但是不会拿div和span作比较。在别处看到的一张很形象的图:

    1.png

    diff流程图

    当数据发生改变时,set方法会让调用Dep.notify通知所有订阅者Watcher,订阅者就会调用patch给真实的DOM打补丁,更新相应的视图。

    2.png

    具体分析

    patch

    来看看patch是怎么打补丁的(代码只保留核心部分)

    function patch (oldVnode, vnode) {
        // some code
        if (sameVnode(oldVnode, vnode)) {
            patchVnode(oldVnode, vnode)
        } else {
            const oEl = oldVnode.el // 当前oldVnode对应的真实元素节点
            let parentEle = api.parentNode(oEl)  // 父元素
            createEle(vnode)  // 根据Vnode生成新元素
            if (parentEle !== null) {
                api.insertBefore(parentEle, vnode.el, api.nextSibling(oEl)) // 将新元素添加进父元素
                api.removeChild(parentEle, oldVnode.el)  // 移除以前的旧元素节点
                oldVnode = null
            }
        }
        // some code 
        return vnode
    }

    patch函数接收两个参数oldVnode和Vnode分别代表新的节点和之前的旧节点

    判断两节点是否值得比较,值得比较则执行patchVnode

    function sameVnode (a, b) {
      return (
        a.key === b.key &&  // key值
        a.tag === b.tag &&  // 标签名
        a.isComment === b.isComment &&  // 是否为注释节点
        // 是否都定义了data,data包含一些具体信息,例如onclick , style
        isDef(a.data) === isDef(b.data) &&  
        sameInputType(a, b) // 当标签是<input>的时候,type必须相同
      )
    }

    不值得比较则用Vnode替换oldVnode

    如果两个节点都是一样的,那么就深入检查他们的子节点。如果两个节点不一样那就说明Vnode完全被改变了,就可以直接替换oldVnode。

    虽然这两个节点不一样但是他们的子节点一样怎么办?别忘了,diff可是逐层比较的,如果第一层不一样那么就不会继续深入比较第二层了。(我在想这算是一个缺点吗?相同子节点不能重复利用了...)

    patchVnode

    当我们确定两个节点值得比较之后我们会对两个节点指定patchVnode方法。那么这个方法做了什么呢?

    patchVnode (oldVnode, vnode) {
        const el = vnode.el = oldVnode.el
        let i, oldCh = oldVnode.children, ch = vnode.children
        if (oldVnode === vnode) return
        if (oldVnode.text !== null && vnode.text !== null && oldVnode.text !== vnode.text) {
            api.setTextContent(el, vnode.text)
        }else {
            updateEle(el, vnode, oldVnode)
            if (oldCh && ch && oldCh !== ch) {
                updateChildren(el, oldCh, ch)
            }else if (ch){
                createEle(vnode) //create el's children dom
            }else if (oldCh){
                api.removeChildren(el)
            }
        }
    }

    这个函数做了以下事情:

    其他几个点都很好理解,我们详细来讲一下updateChildren

    updateChildren

    代码量很大,不方便一行一行的讲解,所以下面结合一些示例图来描述一下。

    updateChildren (parentElm, oldCh, newCh) {
        let oldStartIdx = 0, newStartIdx = 0
        let oldEndIdx = oldCh.length - 1
        let oldStartVnode = oldCh[0]
        let oldEndVnode = oldCh[oldEndIdx]
        let newEndIdx = newCh.length - 1
        let newStartVnode = newCh[0]
        let newEndVnode = newCh[newEndIdx]
        let oldKeyToIdx
        let idxInOld
        let elmToMove
        let before
        while (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) {
            if (oldStartVnode == null) {   // 对于vnode.key的比较,会把oldVnode = null
                oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx] 
            }else if (oldEndVnode == null) {
                oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
            }else if (newStartVnode == null) {
                newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
            }else if (newEndVnode == null) {
                newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
            }else if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) {
                patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode)
                oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
                newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
            }else if (sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) {
                patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode)
                oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
                newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
            }else if (sameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) {
                patchVnode(oldStartVnode, newEndVnode)
                api.insertBefore(parentElm, oldStartVnode.el, api.nextSibling(oldEndVnode.el))
                oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
                newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
            }else if (sameVnode(oldEndVnode, newStartVnode)) {
                patchVnode(oldEndVnode, newStartVnode)
                api.insertBefore(parentElm, oldEndVnode.el, oldStartVnode.el)
                oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
                newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
            }else {
               // 使用key时的比较
                if (oldKeyToIdx === undefined) {
                    oldKeyToIdx = createKeyToOldIdx(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx) // 有key生成index表
                }
                idxInOld = oldKeyToIdx[newStartVnode.key]
                if (!idxInOld) {
                    api.insertBefore(parentElm, createEle(newStartVnode).el, oldStartVnode.el)
                    newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
                }
                else {
                    elmToMove = oldCh[idxInOld]
                    if (elmToMove.sel !== newStartVnode.sel) {
                        api.insertBefore(parentElm, createEle(newStartVnode).el, oldStartVnode.el)
                    }else {
                        patchVnode(elmToMove, newStartVnode)
                        oldCh[idxInOld] = null
                        api.insertBefore(parentElm, elmToMove.el, oldStartVnode.el)
                    }
                    newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
                }
            }
        }
        if (oldStartIdx > oldEndIdx) {
            before = newCh[newEndIdx + 1] == null ? null : newCh[newEndIdx + 1].el
            addVnodes(parentElm, before, newCh, newStartIdx, newEndIdx)
        }else if (newStartIdx > newEndIdx) {
            removeVnodes(parentElm, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
        }
    }

    先说一下这个函数做了什么

    图解updateChildren

    终于来到了这一部分,上面的总结相信很多人也看得一脸懵逼,下面我们好好说道说道。(这都是我自己画的,求推荐好用的画图工具...)

    粉红色的部分为oldCh和vCh

    3.png

    我们将它们取出来并分别用s和e指针指向它们的头child和尾child

    4.png

    现在分别对oldS、oldE、S、E两两做sameVnode比较,有四种比较方式,当其中两个能匹配上那么真实dom中的相应节点会移到Vnode相应的位置,这句话有点绕,打个比方

    再配个图

    5.png

    第一步

    oldS = a, oldE = d;
    S = a, E = b;

    oldS和S匹配,则将dom中的a节点放到第一个,已经是第一个了就不管了,此时dom的位置为:a b d

    第二步

    oldS = b, oldE = d;
    S = c, E = b;

    oldS和E匹配,就将原本的b节点移动到最后,因为E是最后一个节点,他们位置要一致,这就是上面说的:当其中两个能匹配上那么真实dom中的相应节点会移到Vnode相应的位置,此时dom的位置为:a d b

    第三步

    oldS = d, oldE = d;
    S = c, E = d;

    oldE和E匹配,位置不变此时dom的位置为:a d b

    第四步

    oldS++;
    oldE--;
    oldS > oldE;

    遍历结束,说明oldCh先遍历完。就将剩余的vCh节点根据自己的的index插入到真实dom中去,此时dom位置为:a c d b

    一次模拟完成。

    这个匹配过程的结束有两个条件:

    6.png

    下面再举一个例子,可以像上面那样自己试着模拟一下

    7.png

    当这些节点sameVnode成功后就会紧接着执行patchVnode了,可以看一下上面的代码

    if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) {
        patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode)
    }

    总结

    以上为diff算法的全部过程,放上一张文章开始就发过的总结图,可以试试看着这张图回忆一下diff的过程。

    8.png

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