虚拟DOM、patch即DOM-Diff算法

命令式编程:命令“机器”如何去做事情(how)
声明式编程:告诉“机器”你想要的是什么(what),让机器想出如何去做(how)。

命令式操作DOM 声明式操作DOM
过去jQuery命令式操作DOM,现在Angular、React、Vue三大框架都是声明式操作DOM

虚拟DOM概念

虚拟DOM,就是用一个JS对象来描述一个DOM节点

<div class="a" id="b">我是内容</div>

{
     
  tag:'div',        // 元素标签
  attrs:{
                // 属性
    class:'a',
    id:'b'
  },
  text:'我是内容',  // 文本内容
  children:[]       // 子元素
}

Vue是数据驱动视图的,在更新视图的时候难免要操作DOM,操作真实DOM非常耗费性能的。
因为浏览器的标准就把 DOM 设计的非常复杂,如图:
一个空的div就有下列属性
在这里插入图片描述
DOM操作的执行速度远不及JavaScript的运算速度,用JS的计算性能来换取操作DOM所消耗的性能,尽可能少的操作DOM。
我们可以用JS模拟出一个DOM节点,称之为虚拟DOM节点。当数据发生变化时,我们对比变化前后的虚拟DOM节点,通过DOM-Diff算法计算出需要更新的地方,然后去更新需要更新的视图。

VNode类

通过不同属性的搭配,可以描述不同类型的节点。如注释节点、文本节点、元素节点、组件节点、函数式组件节点、克隆节点

// 源码位置:src/core/vdom/vnode.js

export default class VNode {
     
  constructor (
    tag?: string,
    data?: VNodeData,
    children?: ?Array<VNode>,
    text?: string,
    elm?: Node,
    context?: Component,
    componentOptions?: VNodeComponentOptions,
    asyncFactory?: Function
  ) {
     
    this.tag = tag                                /*当前节点的标签名*/
    this.data = data        /*当前节点对应的对象,包含了具体的一些数据信息,是一个VNodeData类型,可以参考VNodeData类型中的数据信息*/
    this.children = children  /*当前节点的子节点,是一个数组*/
    this.text = text     /*当前节点的文本*/
    this.elm = elm       /*当前虚拟节点对应的真实dom节点*/
    this.ns = undefined            /*当前节点的名字空间*/
    this.context = context          /*当前组件节点对应的Vue实例*/
    this.fnContext = undefined       /*函数式组件对应的Vue实例*/
    this.fnOptions = undefined
    this.fnScopeId = undefined
    this.key = data && data.key           /*节点的key属性,被当作节点的标志,用以优化*/
    this.componentOptions = componentOptions   /*组件的option选项,如组件的props等*/
    this.componentInstance = undefined       /*当前节点对应的组件的vue实例*/
    this.parent = undefined           /*当前节点的父节点*/
    this.raw = false         /*简而言之就是是否为原生HTML或只是普通文本,innerHTML的时候为true,textContent的时候为false*/
    this.isStatic = false         /*静态节点标志*/
    this.isRootInsert = true      /*是否作为跟节点插入*/
    this.isComment = false             /*是否为注释节点*/
    this.isCloned = false           /*是否为克隆节点*/
    this.isOnce = false                /*是否有v-once指令*/
    this.asyncFactory = asyncFactory
    this.asyncMeta = undefined
    this.isAsyncPlaceholder = false
  }

  get child (): Component | void {
     
    return this.componentInstance

patch

DOM-Diff过程即patch,对应有新增、删除、更改

创建

代码中的nodeOps是Vue为了跨平台兼容性,对所有节点操作进行了封装,例如nodeOps.createTextNode()在浏览器端等同于document.createTextNode()
虚拟DOM、patch即DOM-Diff算法_第1张图片

// 源码位置: /src/core/vdom/patch.js
function createElm (vnode, parentElm, refElm) {
     
    const data = vnode.data
    const children = vnode.children
    const tag = vnode.tag
    if (isDef(tag)) {
     
      	vnode.elm = nodeOps.createElement(tag, vnode)   // 创建元素节点
        createChildren(vnode, children, insertedVnodeQueue) // 创建元素节点的子节点
        insert(parentElm, vnode.elm, refElm)       // 插入到DOM中
    } else if (isTrue(vnode.isComment)) {
     
      vnode.elm = nodeOps.createComment(vnode.text)  // 创建注释节点
      insert(parentElm, vnode.elm, refElm)           // 插入到DOM中
    } else {
     
      vnode.elm = nodeOps.createTextNode(vnode.text)  // 创建文本节点
      insert(parentElm, vnode.elm, refElm)           // 插入到DOM中
    }
  }

删除节点

function removeNode (el) {
     
    const parent = nodeOps.parentNode(el)  // 获取父节点
    if (isDef(parent)) {
     
      nodeOps.removeChild(parent, el)  // 调用父节点的removeChild方法
    }
  }

修改节点

虚拟DOM、patch即DOM-Diff算法_第2张图片

// 更新节点
function patchVnode (oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, removeOnly) {
     
  // vnode与oldVnode是否完全一样?若是,退出程序
  if (oldVnode === vnode) {
     
    return
  }
  const elm = vnode.elm = oldVnode.elm

  // vnode与oldVnode是否都是静态节点?若是,退出程序
  if (isTrue(vnode.isStatic) &&
    isTrue(oldVnode.isStatic) &&
    vnode.key === oldVnode.key &&
    (isTrue(vnode.isCloned) || isTrue(vnode.isOnce))
  ) {
     
    return
  }

  const oldCh = oldVnode.children
  const ch = vnode.children
  // vnode有text属性?若没有:
  if (isUndef(vnode.text)) {
     
    // vnode的子节点与oldVnode的子节点是否都存在?
    if (isDef(oldCh) && isDef(ch)) {
     
      // 若都存在,判断子节点是否相同,不同则更新子节点
      if (oldCh !== ch) updateChildren(elm, oldCh, ch, insertedVnodeQueue, removeOnly)
    }
    // 若只有vnode的子节点存在
    else if (isDef(ch)) {
     
      /**
       * 判断oldVnode是否有文本?
       * 若没有,则把vnode的子节点添加到真实DOM中
       * 若有,则清空Dom中的文本,再把vnode的子节点添加到真实DOM中
       */
      if (isDef(oldVnode.text)) nodeOps.setTextContent(elm, '')
      addVnodes(elm, null, ch, 0, ch.length - 1, insertedVnodeQueue)
    }
    // 若只有oldnode的子节点存在
    else if (isDef(oldCh)) {
     
      // 清空DOM中的子节点
      removeVnodes(elm, oldCh, 0, oldCh.length - 1)
    }
    // 若vnode和oldnode都没有子节点,但是oldnode中有文本
    else if (isDef(oldVnode.text)) {
     
      // 清空oldnode文本
      nodeOps.setTextContent(elm, '')
    }
    // 上面两个判断一句话概括就是,如果vnode中既没有text,也没有子节点,那么对应的oldnode中有什么就清空什么
  }
  // 若有,vnode的text属性与oldVnode的text属性是否相同?
  else if (oldVnode.text !== vnode.text) {
     
    // 若不相同:则用vnode的text替换真实DOM的文本
    nodeOps.setTextContent(elm, vnode.text)
  }
}

关于递归对比子节点的源码分析
两层循环:

for (let i = 0; i < newChildren.length; i++) {
     
  const newChild = newChildren[i];
  for (let j = 0; j < oldChildren.length; j++) {
     
    const oldChild = oldChildren[j];
    if (newChild === oldChild) {
     
      // ...
    }
  }
}

创建子节点:找不到与之相同的子节点,插入oldChildren未处理的子节点前
删除子节点:newChildren循环完毕后,发现oldChildren还有未处理的子节点
移动子节点:newChildren里面的某个子节点在oldChildren里找到了与之相同的子节点,但是所处的位置不同
更新节点:相同(包括位置),那么就更新oldChildren里该节点,使之与newChildren里的该节点相同。

注意:当节点数量很多时Vue提出了优化算法,避免双重循环数据量大时间复杂度升高带来的性能问题,而选择了从子节点数组中的4个特殊位置互相比对,分别是:新前与旧前,新后与旧后,新后与旧前,新前与旧后。

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