Vue的diff算法原理你真的了解吗
思维导图
0. 从常见问题引入
- 虚拟dom是什么?
- 如何创建虚拟dom?
- 虚拟dom如何渲染成真是dom?
- 虚拟dom如何patch(patch)
- 虚拟DOM的优势?(性能)
- Vue中的key到底有什么用,为什么不能用index?
- Vue中的diff算法实现
- diff算法是深度还是广度优先遍历
1. 生成虚拟dom
1. h方法实现
virtual dom ,也就是虚拟节点
1.它通过js的Object对象模拟dom中的节点
2.再通过特定的render方法将其渲染成真实的dom节点
eg:
<div id="wrapper" class="1"> <span style="color:red">hello</span> world </div>
如果利用h方法生成虚拟dom的话:
h('div', { id: 'wrapper', class: '1' }, h('span', { style: { color: 'red' } }, 'hello'), 'world');
对应的js对象如下:
let vd = { type: 'div', props: { id: 'wrapper', class: '1' }, children: [ { type: 'span', props: { color: 'red' }, children: [{}] }, { type: '', props: '', text: 'world' } ] }
自己实现一个h方法
function createElement(type, props = {}, ...children) { // 防止没有传值的话就赋值一个初始值 let key; if (props.key) { key = props.key delete props.key } // 如果孩子节点有字符串类型的,也需要转化为虚拟节点 children = children.map(child => { if (typeof child === 'string') { // 把不是节点类型的子节点包装为虚拟节点 return vNode(undefined, undefined, undefined, undefined, child) } else { return child } }) return vNode(type, props, key, children) } function vNode(type, props, key, children, text = undefined) { return { type, props, key, children, text } }
2. render方法实现
render的作用:把虚拟dom转化为真实dom渲染到container容器中去
export function render(vnode, container) { let ele = createDomElementFrom(vnode) //通过这个方法转换真实节点 if (ele) container.appendChild(ele) }
把虚拟dom转化为真实dom,插入到容器中,如果虚拟dom对象包含type值,说明为元素(createElement),否则为节点类型(createTextnode),并把真实节点赋值给虚拟节点,建立起两者之间的关系
function createDomElementFrom(vnode) { let { type, key, props, children, text } = vnode if (type) {//说明是一个标签 // 1. 给虚拟元素加上一个domElemnt属性,建立真实和虚拟dom的联系,后面可以用来跟新真实dom vnode.domElement = document.createElement(type) // 2. 根据当前虚拟节点的属性,去跟新真实dom的值 updateProperties(vnode) // 3. children中方的也是一个个的虚拟节点(就是递归把儿子追加到当前元素里) children.forEach(childVnode => render(childVnode, vnode.domElement)) } else {//说明是一个文本 } return vnode.domElement } function updateProperties(newVnode, oldProps = {}) { let domElement = newVnode.domElement //真实dom, let newProps = newVnode.props; //当前虚拟节点中的属性 // 如果老的里面有,新的里面没有,说明这个属性被移出了 for (let oldPropName in oldProps) { if (!newProps[oldPropName]) { delete domElement[oldPropName] //新的没有,为了复用这个dom,直接删除 } } // 如果新的里面有style,老的里面也有style,style可能还不一样 let newStyleObj = newProps.style || {} let oldStyleObj = oldProps.style || {} for (let propName in oldStyleObj) { if (!newStyleObj[propName]) { domElement.style[propName] = '' } } // 老的里面没有,新的里面有 for (let newPropsName in newProps) { // 直接用新节点的属性覆盖老节点的属性 if (newPropsName === 'style') { let styleObj = newProps.style; for (let s in styleObj) { domElement.style[s] = styleObj[s] } } else { domElement[newPropsName] = newProps[newPropsName] } } }
根据当前虚拟节点的属性,去更新真实dom的值
由于还有子节点,所以还需要递归,生成子节点虚拟dom的真实节点,插入当前的真实节点里去
3. 再次渲染
刚刚可能会有点不解,为什么要把新的节点和老的节点属性进行比对,因为刚刚是首次渲染,现在讲一下二次渲染
比如说现在构建了一个新节点newNode,我们需要和老节点进行对比,然而并不是简单的替换,而是需要尽可能多地进行复用
首先判断父亲节点的类型,如果不一样就直接替换
如果一样
1.文本类型,直接替换文本值即可
2.元素类型,需要根据属性来替换
这就证明了render方法里我们的oldProps的必要性,所以这里把新节点的真实dom赋值为旧节点的真实dom,先复用一波,待会再慢慢修改
updateProperties(newVnode, oldVNode.props)
export function patch(oldVNode, newVnode) { // //判断类型是否一样,不一样直接用新虚拟节点替换老的 if (oldVNode.type !== newVnode.type) { return oldVNode.domElement.parentNode.replaceChild( createDomElementFrom(newVnode), oldVNode.domElement ) } // 类型相同,且是文本 if (oldVNode.text) { return oldVNode.document.textContent = newVnode.text } // 类型一样,不是文本,是标签,需要根据新节点的属性更新老节点的属性 // 1. 复用老节点的真实dom let domElement = newVnode.domElement = oldVNode.domElement // 2. 根据最新的虚拟节点来更新属性 updateProperties(newVnode, oldVNode.props) // 比较儿子 let oldChildren = oldVNode.children let newChildren = newVnode.children // 1. 老的有儿子,新的有儿子 if (oldChildren.length > 0 && newChildren.length > 0) { // 对比两个儿子(很复杂) } else if (oldChildren.length > 0) { // 2. 老的有儿子,新的没儿子 domElement.innerHTML = '' } else if (newChildren.length > 0) { // 3. 新增了儿子 for (let i = 0; i < newChildren.length; i++) { // 把每个儿子加入元素里 let ele = createDomElementFrom(newChildren[i]) domElement.appendChild(ele) } } }
2. diff算法
刚刚的渲染方法里,首先是对最外层元素进行对比,对于儿子节点,分为三种情况
1.老的有儿子,新的没儿子(那么直接把真实节点的innerHTML设置为空即可)
2.老的没儿子,新的有儿子(那么遍历新的虚拟节点的儿子列表,把每一个都利用createElementFrom方法转化为真实dom,append到最外层真实dom即可)
3.老的有儿子,新的有儿子,这个情况非常复杂,也就是我们要提及的diff算法
1. 对常见的dom做优化
- 前后追加元素
- 正序和倒序元素
- 中间插入元素
以最常见的ul列表为例子
旧的虚拟dom
let oldNode = h('div', {}, h('li', { style: { background: 'red' }, key: 'A' }, 'A'), h('li', { style: { background: 'blue' }, key: 'B' }, 'A'), h('li', { style: { background: 'yellow' }, key: 'C' }, 'C'), h('li', { style: { background: 'green' }, key: 'D' }, 'D'), );
情况1:末尾追加一个元素(头和头相同)
新的虚拟节点
let newVnode = h('div', {}, h('li', { style: { background: 'red' }, key: 'A' }, 'A'), h('li', { style: { background: 'blue' }, key: 'B' }, 'B'), h('li', { style: { background: 'yellow' }, key: 'C' }, 'C1'), h('li', { style: { background: 'green' }, key: 'D' }, 'D1'), h('li', { style: { background: 'black' }, key: 'D' }, 'E'), );
eg:
// 比较是否同一个节点 function isSameVnode(oldVnode, newVnode) { return oldVnode.key == newVnode.key && oldVnode.type == newVnode.type } // diff function updateChildren(parent, oldChildren, newChildren) { // 1. 创建旧节点开头指针和结尾 let oldStartIndex = 0 let oldStartVnode = oldChildren[oldStartIndex]; let oldEndIndex = oldChildren.length - 1 let oldEndVnode = oldChildren[oldEndIndex]; // 2. 创建新节点的指针 let newStartIndex = 0 let newStartVnode = newChildren[newStartIndex]; let newEndIndex = newChildren.length - 1 let newEndVnode = newChildren[newEndIndex]; // 1. 当从后面插入节点的时候,希望判断老的孩子和新的孩子 循环的时候,谁先结束就停止循环 while (oldStartIndex <= oldEndIndex && newStartIndex <= newEndIndex) { // 注意:比较对象是否相等,你不能用==,因为指向的位置可能不一样,可以用type和key if (isSameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) { //patch比对更新 patch(oldStartVnode, newStartVnode) // 移动指针 oldStartVnode = oldChildren[++oldStartIndex] newStartVnode = newChildren[++newStartIndex] } } if (newStartIndex <= newEndIndex) { for (let i = newStartIndex; i <= newEndIndex; i++) { parent.appendChild(createDomElementFrom(newChildren[i])) } } }
情况2:队首添加一个节点(尾和尾)
头和头+尾和尾的处理方法:
我们通过parent.insertBefore(createDomElementFrom(newChildren[i]), beforeElement)
使得末尾添加和头部添加采用同一种处理方法
// 如果是从前往后遍历说明末尾新增了节点,会比原来的儿子后面新增了几个 // 也可以时从后往前遍历,说明比原来的儿子前面新增了几个 if (newStartIndex <= newEndIndex) { for (let i = newStartIndex; i <= newEndIndex; i++) { // 取得第一个值,null代表末尾 let beforeElement = newChildren[newEndIndex + 1] == null ? null : newChildren[newEndIndex + 1].domElement parent.insertBefore(createDomElementFrom(newChildren[i]), beforeElement) } }
图解:
MVVM=>数据一变,就调用patch
情况3:翻转类型(头和尾)
尾和头就不画图了
else if (isSameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) { // 头和尾巴都不一样,拿老的头和新的尾巴比较 patch(oldStartVnode, newEndVnode) // 把旧节点的头部插入到旧节点末尾指针指向的节点之后一个 parent.insertBefore(oldStartVnode.domElement, oldEndVnode.domElement.nextSibling) // 移动指针 oldStartVnode = oldChildren[++oldStartIndex] newEndVnode = newChildren[--newEndIndex] } else if (isSameVnode(oldEndVnode, newStartVnode)) { // 头和尾巴都不一样,拿老的头和新的尾巴比较 patch(oldEndVnode, newStartVnode) // 把旧节点的头部插入到旧节点末尾指针指向的节点之后一个 parent.insertBefore(oldEndVnode.domElement, oldStartVnode.domElement) // 移动指针 oldEndVnode = oldChildren[--oldEndIndex] newStartVnode = newChildren[++newStartIndex] } else {
情况4: 暴力比对复用
else { // 都不一样,就暴力比对 // 需要先拿到新的节点去老的节点查找是否存在相同的key,存在则复用,不存在就创建插入即可 // 1. 先把老的哈希 let index = map[newStartVnode.key]//看看新节点的key在不在这个map里 console.log(index); if (index == null) {//没有相同的key // 直接创建一个,插入到老的前面即可 parent.insertBefore(createDomElementFrom(newStartVnode), oldStartVnode.domElement) } else {//有,可以复用 let toMoveNode = oldChildren[index] patch(toMoveNode, newStartVnode)//复用要先patch一下 parent.insertBefore(toMoveNode.domElement, oldStartVnode.domElement) oldChildren[index] = undefined // 移动指正 } newStartVnode = newChildren[++newStartIndex] } // 写一个方法,做成一个哈希表{a:0,b:1,c:2} function createMapToIndex(oldChildren) { let map = {} for (let i = 0; i < oldChildren.length; i++) { let current = oldChildren[i] if (current.key) { map[current.key] = i } } return map }
对于key的探讨
1. 为什么不能没有key
2. 为什么key不能是index
3. diff的遍历方式
采用的是深度优先,只会涉及到dom树同层的比较,先对比父节点是否相同,然后对比儿子节点是否相同,相同的话对比孙子节点是否相同
总结
本篇文章就到这里了,希望能够给你带来帮助,也希望您能够多多关注脚本之家的更多内容!
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