vue diff算法

一. 什么是diff算法：
diff 算法是一种通过同层的树节点进行比较的高效算法。其有两个特点：
1.只会在同层级节点进行比较，不会跨级。
2.diff比较过程是从两侧向中间进行比较。

二. 比较方式：
diff整体策略为：深度优先，同层比较
1 .比较只会在同层级进行, 不会跨层级比较。一层对一层清晰明了。不存在交叉循环对比。速率快。

这里是引用 https://github.com/febobo/web-interview/issues/24

比较的过程中，循环从两边向中间收拢。个人理解类似二分法从两侧对比，数据更新一般处于头尾较多，这样更新速率更快。

这里是引用https://github.com/febobo/web-interview/issues/24
比较的过程中，循环从两边向中间收拢
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下面举个vue通过diff算法更新的例子：

新旧VNode节点如下图所示：

第一次循环后，发现旧节点D与新节点D相同，直接复用旧节点D作为diff后的第一个真实节点，同时旧节点endIndex移动到C，新节点的 startIndex 移动到了 C

第二次循环后，同样是旧节点的末尾和新节点的开头(都是 C)相同，同理，diff 后创建了 C 的真实节点插入到第一次创建的 B 节点后面。同时旧节点的 endIndex 移动到了 B，新节点的 startIndex 移动到了 E

第三次循环中，发现E没有找到，这时候只能直接创建新的真实节点 E，插入到第二次创建的 C 节点之后。同时新节点的 startIndex 移动到了 A。旧节点的 startIndex 和 endIndex 都保持不动

第四次循环中，发现了新旧节点的开头(都是 A)相同，于是 diff 后创建了 A 的真实节点，插入到前一次创建的 E 节点后面。同时旧节点的 startIndex 移动到了 B，新节点的 startIndex 移动到了 B

第五次循环中，情形同第四次循环一样，因此 diff 后创建了 B 真实节点插入到前一次创建的 A 节点后面。同时旧节点的 startIndex 移动到了 C，新节点的 startIndex 移动到了 F

新节点的 startIndex 已经大于 endIndex 了，需要创建 newStartIdx 和 newEndIdx 之间的所有节点，也就是节点F，直接创建 F 节点对应的真实节点放到 B 节点后面

三. 源码、原理分析
当数据发生改变时，set方法会调用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

源码位置：src/core/vdom/patch.js

function patch(oldVnode, vnode, hydrating, removeOnly) {if (isUndef(vnode)) { // 没有新节点，直接执行destory钩子函数if (isDef(oldVnode)) invokeDestroyHook(oldVnode)return}let isInitialPatch = falseconst insertedVnodeQueue = []if (isUndef(oldVnode)) {isInitialPatch = truecreateElm(vnode, insertedVnodeQueue) // 没有旧节点，直接用新节点生成dom元素} else {const isRealElement = isDef(oldVnode.nodeType)if (!isRealElement && sameVnode(oldVnode, vnode)) {// 判断旧节点和新节点自身一样，一致执行patchVnodepatchVnode(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, null, null, removeOnly)} else {// 否则直接销毁及旧节点，根据新节点生成dom元素if (isRealElement) {if (oldVnode.nodeType === 1 && oldVnode.hasAttribute(SSR_ATTR)) {oldVnode.removeAttribute(SSR_ATTR)hydrating = true}if (isTrue(hydrating)) {if (hydrate(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue)) {invokeInsertHook(vnode, insertedVnodeQueue, true)return oldVnode}}oldVnode = emptyNodeAt(oldVnode)}return vnode.elm}}
}

patch函数前两个参数位为oldVnode 和 Vnode ，分别代表新的节点和之前的旧节点，主要做了四个判断：

没有新节点，直接触发旧节点的destory钩子
没有旧节点，说明是页面刚开始初始化的时候，此时，根本不需要比较了，直接全是新建，所以只调用 createElm
旧节点和新节点自身一样，通过 sameVnode 判断节点是否一样，一样时，直接调用 patchVnode 去处理这两个节点
旧节点和新节点自身不一样，当两个节点不一样的时候，直接创建新节点，删除旧节点

下面主要讲的是patchVnode部分

function patchVnode (oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, removeOnly) {// 如果新旧节点一致，什么都不做if (oldVnode === vnode) {return}// 让vnode.el引用到现在的真实dom，当el修改时，vnode.el会同步变化const elm = vnode.elm = oldVnode.elm// 异步占位符if (isTrue(oldVnode.isAsyncPlaceholder)) {if (isDef(vnode.asyncFactory.resolved)) {hydrate(oldVnode.elm, vnode, insertedVnodeQueue)} else {vnode.isAsyncPlaceholder = true}return}// 如果新旧都是静态节点，并且具有相同的key// 当vnode是克隆节点或是v-once指令控制的节点时，只需要把oldVnode.elm和oldVnode.child都复制到vnode上// 也不用再有其他操作if (isTrue(vnode.isStatic) &&isTrue(oldVnode.isStatic) &&vnode.key === oldVnode.key &&(isTrue(vnode.isCloned) || isTrue(vnode.isOnce))) {vnode.componentInstance = oldVnode.componentInstancereturn}let iconst data = vnode.dataif (isDef(data) && isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.prepatch)) {i(oldVnode, vnode)}const oldCh = oldVnode.childrenconst ch = vnode.childrenif (isDef(data) && isPatchable(vnode)) {for (i = 0; i < cbs.update.length; ++i) cbs.update[i](oldVnode, vnode)if (isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.update)) i(oldVnode, vnode)}// 如果vnode不是文本节点或者注释节点if (isUndef(vnode.text)) {// 并且都有子节点if (isDef(oldCh) && isDef(ch)) {// 并且子节点不完全一致，则调用updateChildrenif (oldCh !== ch) updateChildren(elm, oldCh, ch, insertedVnodeQueue, removeOnly)// 如果只有新的vnode有子节点} else if (isDef(ch)) {if (isDef(oldVnode.text)) nodeOps.setTextContent(elm, '')// elm已经引用了老的dom节点，在老的dom节点上添加子节点addVnodes(elm, null, ch, 0, ch.length - 1, insertedVnodeQueue)// 如果新vnode没有子节点，而vnode有子节点，直接删除老的oldCh} else if (isDef(oldCh)) {removeVnodes(elm, oldCh, 0, oldCh.length - 1)// 如果老节点是文本节点} else if (isDef(oldVnode.text)) {nodeOps.setTextContent(elm, '')}// 如果新vnode和老vnode是文本节点或注释节点// 但是vnode.text != oldVnode.text时，只需要更新vnode.elm的文本内容就可以} else if (oldVnode.text !== vnode.text) {nodeOps.setTextContent(elm, vnode.text)}if (isDef(data)) {if (isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.postpatch)) i(oldVnode, vnode)}}

patchVnode主要做了几个判断：

新节点是否是文本节点，如果是，则直接更新dom的文本内容为新节点的文本内容
新节点和旧节点如果都有子节点，则处理比较更新子节点
只有新节点有子节点，旧节点没有，那么不用比较了，所有节点都是全新的，所以直接全部新建就好了，新建是指创建出所有新DOM，并且添加进父节点
只有旧节点有子节点而新节点没有，说明更新后的页面，旧节点全部都不见了，那么要做的，就是把所有的旧节点删除，也就是直接把DOM 删除

子节点不完全一致，则调用updateChildren

function updateChildren (parentElm, oldCh, newCh, insertedVnodeQueue, removeOnly) {let oldStartIdx = 0 // 旧头索引let newStartIdx = 0 // 新头索引let oldEndIdx = oldCh.length - 1 // 旧尾索引let newEndIdx = newCh.length - 1 // 新尾索引let oldStartVnode = oldCh[0] // oldVnode的第一个childlet oldEndVnode = oldCh[oldEndIdx] // oldVnode的最后一个childlet newStartVnode = newCh[0] // newVnode的第一个childlet newEndVnode = newCh[newEndIdx] // newVnode的最后一个childlet oldKeyToIdx, idxInOld, vnodeToMove, refElm// removeOnly is a special flag used only by <transition-group>// to ensure removed elements stay in correct relative positions// during leaving transitionsconst canMove = !removeOnly// 如果oldStartVnode和oldEndVnode重合，并且新的也都重合了，证明diff完了，循环结束while (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) {// 如果oldVnode的第一个child不存在if (isUndef(oldStartVnode)) {// oldStart索引右移oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx] // Vnode has been moved left// 如果oldVnode的最后一个child不存在} else if (isUndef(oldEndVnode)) {// oldEnd索引左移oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]// oldStartVnode和newStartVnode是同一个节点} else if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) {// patch oldStartVnode和newStartVnode， 索引左移，继续循环patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue)oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]newStartVnode = newCh[++newStartIdx]// oldEndVnode和newEndVnode是同一个节点} else if (sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) {// patch oldEndVnode和newEndVnode，索引右移，继续循环patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue)oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]newEndVnode = newCh[--newEndIdx]// oldStartVnode和newEndVnode是同一个节点} else if (sameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) { // Vnode moved right// patch oldStartVnode和newEndVnodepatchVnode(oldStartVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue)// 如果removeOnly是false，则将oldStartVnode.eml移动到oldEndVnode.elm之后canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldStartVnode.elm, nodeOps.nextSibling(oldEndVnode.elm))// oldStart索引右移，newEnd索引左移oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]newEndVnode = newCh[--newEndIdx]// 如果oldEndVnode和newStartVnode是同一个节点} else if (sameVnode(oldEndVnode, newStartVnode)) { // Vnode moved left// patch oldEndVnode和newStartVnodepatchVnode(oldEndVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue)// 如果removeOnly是false，则将oldEndVnode.elm移动到oldStartVnode.elm之前canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldEndVnode.elm, oldStartVnode.elm)// oldEnd索引左移，newStart索引右移oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]newStartVnode = newCh[++newStartIdx]// 如果都不匹配} else {if (isUndef(oldKeyToIdx)) oldKeyToIdx = createKeyToOldIdx(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)// 尝试在oldChildren中寻找和newStartVnode的具有相同的key的VnodeidxInOld = isDef(newStartVnode.key)? oldKeyToIdx[newStartVnode.key]: findIdxInOld(newStartVnode, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)// 如果未找到，说明newStartVnode是一个新的节点if (isUndef(idxInOld)) { // New element// 创建一个新VnodecreateElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm)// 如果找到了和newStartVnodej具有相同的key的Vnode，叫vnodeToMove} else {vnodeToMove = oldCh[idxInOld]/* istanbul ignore if */if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && !vnodeToMove) {warn('It seems there are duplicate keys that is causing an update error. ' +'Make sure each v-for item has a unique key.')}// 比较两个具有相同的key的新节点是否是同一个节点//不设key，newCh和oldCh只会进行头尾两端的相互比较，设key后，除了头尾两端的比较外，还会从用key生成的对象oldKeyToIdx中查找匹配的节点，所以为节点设置key可以更高效的利用dom。if (sameVnode(vnodeToMove, newStartVnode)) {// patch vnodeToMove和newStartVnodepatchVnode(vnodeToMove, newStartVnode, insertedVnodeQueue)// 清除oldCh[idxInOld] = undefined// 如果removeOnly是false，则将找到的和newStartVnodej具有相同的key的Vnode，叫vnodeToMove.elm// 移动到oldStartVnode.elm之前canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, vnodeToMove.elm, oldStartVnode.elm)// 如果key相同，但是节点不相同，则创建一个新的节点} else {// same key but different element. treat as new elementcreateElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm)}}// 右移newStartVnode = newCh[++newStartIdx]}}

while循环主要处理了以下五种情景：

当新老 VNode 节点的 start 相同时，直接 patchVnode ，同时新老 VNode 节点的开始索引都加 1 当新老 VNode 节点的 end相同时，同样直接 patchVnode ，同时新老 VNode 节点的结束索引都减 1 当老 VNode 节点的 start 和新 VNode 节点的 end 相同时，这时候在 patchVnode 后，还需要将当前真实 dom 节点移动到 oldEndVnode 的后面，同时老 VNode 节点开始索引加 1，新 VNode 节点的结束索引减 1 当老 VNode 节点的 end 和新 VNode 节点的 start 相同时，这时候在 patchVnode 后，还需要将当前真实 dom 节点移动到 oldStartVnode 的前面，同时老 VNode 节点结束索引减 1，新 VNode 节点的开始索引加 1 如果都不满足以上四种情形，那说明没有相同的节点可以复用，则会分为以下两种情况：从旧的 VNode 为 key 值，对应 index 序列为 value 值的哈希表中找到与 newStartVnode 一致 key 的旧的 VNode 节点，再进行patchVnode ，同时将这个真实 dom 移动到 oldStartVnode 对应的真实 dom 的前面调用 createElm 创建一个新的 dom 节点放到当前 newStartIdx 的位置

总结：
当数据发生改变时，订阅者watcher就会调用patch给真实的DOM打补丁
通过isSameVnode进行判断，相同则调用patchVnode方法
patchVnode做了以下操作：
找到对应的真实dom，称为el
如果都有都有文本节点且不相等，将el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子节点
如果oldVnode没有子节点而VNode有，则将VNode的子节点真实化后添加到el
如果两者都有子节点，则执行updateChildren函数比较子节点
updateChildren主要做了以下操作：
设置新旧VNode的头尾指针
新旧头尾指针进行比较，循环向中间靠拢，根据情况调用patchVnode进行patch重复流程、调用createElem创建一个新节点，从哈希表寻找 key一致的VNode 节点再分情况操作

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