详解vue的diff算法
前言
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,一起来get吧。
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>
复制代码
对应的virtual DOM(伪代码):
var Vnode = {tag: 'div',children: [{ tag: 'p', text: '123' }]
};
复制代码
(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>
复制代码
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)
function patch (oldVnode, vnode) {// some codeif (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
}
复制代码
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 , styleisDef(a.data) === isDef(b.data) && sameInputType(a, b) // 当标签是<input>的时候,type必须相同)
}
复制代码
- 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.ellet i, oldCh = oldVnode.children, ch = vnode.childrenif (oldVnode === vnode) returnif (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)}}
}
复制代码
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 = 0let oldEndIdx = oldCh.length - 1let oldStartVnode = oldCh[0]let oldEndVnode = oldCh[oldEndIdx]let newEndIdx = newCh.length - 1let newStartVnode = newCh[0]let newEndVnode = newCh[newEndIdx]let oldKeyToIdxlet idxInOldlet elmToMovelet beforewhile (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) {if (oldStartVnode == null) { // 对于vnode.key的比较,会把oldVnode = nulloldStartVnode = 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] = nullapi.insertBefore(parentElm, elmToMove.el, oldStartVnode.el)}newStartVnode = newCh[++newStartIdx]}}}if (oldStartIdx > oldEndIdx) {before = newCh[newEndIdx + 1] == null ? null : newCh[newEndIdx + 1].eladdVnodes(parentElm, before, newCh, newStartIdx, newEndIdx)}else if (newStartIdx > newEndIdx) {removeVnodes(parentElm, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)}
}
复制代码
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
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
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,分为两种情况
- 如果新旧子节点都存在key,那么会根据
oldChild
的key生成一张hash表,用S
的key与hash表做匹配,匹配成功就判断S
和匹配节点是否为sameNode
,如果是,就在真实dom中将成功的节点移到最前面,否则,将S
生成对应的节点插入到dom中对应的oldS
位置,oldS
和S
指针向中间移动。 - 如果没有key,则直接将
S
生成新的节点插入真实DOM
(ps:这下可以解释为什么v-for的时候需要设置key了,如果没有key那么就只会做四种匹配,就算指针中间有可复用的节点都不能被复用了)
- 如果新旧子节点都存在key,那么会根据
再配个图(假设下图中的所有节点都是有key的,且key为自身的值)
- 第一步
oldS = a, oldE = d;
S = a, E = b;
复制代码
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;
复制代码
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;
复制代码
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;
复制代码
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
if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) {patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode)
}
复制代码
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?
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。
欢迎在评论区多多交流。
参考文章
解析vue2.0的diff算法
VirtualDOM与diff(Vue实现)
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