详解vue的diff算法

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:

真实的dom结构
对应的 virtual DOM

(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。

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:

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。

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)

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

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?

这个函数做了以下事情:

找到对应的真实dom,称为el

判断Vnode和oldVnode是否指向同一个对象,如果是,那么直接return

如果他们都有文本节点并且不相等,那么将el的文本节点设置为Vnode的文本节点。

如果oldVnode有子节点而Vnode没有,则删除el的子节点

如果oldVnode没有子节点而Vnode有,则将Vnode的子节点真实化之后添加到el

如果两者都有子节点,则执行updateChildren函数比较子节点,这一步很重要


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

将Vnode的子节点Vch和oldVnode的子节点oldCh提取出来

oldCh和vCh各有两个头尾的变量StartIdx和EndIdx,它们的2个变量相互比较,一共有4种比较方式。如果4种比较都没匹配,如果设置了key,就会用key进行比较,在比较的过程中,变量会往中间靠,一旦StartIdx>EndIdx表明oldCh和vCh至少有一个已经遍历完了,就会结束比较。

图解updateChildren

粉红色的部分为oldCh和vCh

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

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

如果是oldS和E匹配上了,那么真实dom中的第一个节点会移到最后

如果是oldE和S匹配上了,那么真实dom中的最后一个节点会移到最前,匹配上的两个指针向中间移动

如果四种匹配没有一对是成功的,那么遍历oldChild,S挨个和他们匹配,匹配成功就在真实dom中将成功的节点移到最前面,如果依旧没有成功的,那么将S对应的节点插入到dom中对应的oldS位置,oldS和S指针向中间移动。

再配个图

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:
oldS > oldE表示oldCh先遍历完,那么就将多余的vCh根据index添加到dom中去(如上图)
S > E表示vCh先遍历完,那么就在真实dom中将区间为[oldS, oldE]的多余节点删掉

下面再举一个例子,可以像上面那样自己试着模拟一下

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

就这样层层递归下去,直到将oldVnode和Vnode中的所有子节点比对完。也将dom的所有补丁都打好啦。那么现在再回过去看updateChildren的代码会不会容易很多呢?

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