Vue-diff算法详解

详解vue的diff算法

Vue-diff算法详解

前言

当数据发生变化时,vue是怎么更新节点的?

	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 算法是一种通过同层的树节点进行比较的高效算法,避免了对树进行逐层搜索遍历,所以时间复杂度只有 O(n)。diff 算法的在很多场景下都有应用,例如在 vue 虚拟 dom 渲染成真实 dom 的新旧 VNode 节点比较更新时,就用到了该算法。
	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。

diff 算法的比较方式

1. 比较新旧节点的时候,只会在同层级进行, 不会跨层级比较

Vue-diff算法详解

2. 在diff比较的过程中,循环从两边向中间收拢

Vue-diff算法详解

diff流程图

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。

Vue-diff算法详解

1. 新老VNode的开始和结束位置标记

# 新老VNode的开始和结束位置标记
    let oldStartIdx = 0                // 旧节点开始下标
    let oldEndIdx = oldCh.length - 1   // 旧节点结束下标
    let oldStartVnode = oldCh[0]       // 旧节点开始vnode
    let oldEndVnode = oldCh[oldEndIdx] // 旧节点结束vnode

    let newStartIdx = 0                // 新节点开始下标
    let newEndIdx = newCh.length - 1   // 新节点结束下标
    let newStartVnode = newCh[0]       // 新节点开始vnode
    let newEndVnode = newCh[newEndIdx] // 新节点结束vnode

2. 具体分析

1. patch

// patch是怎么打补丁的(代码只保留核心部分)
function patch (oldVnode, vnode) {
    // some code
    if (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
}

// 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 , style
    isDef(a.data) === isDef(b.data) &&  
    sameInputType(a, b) // 当标签是<input>的时候,type必须相同
  )
}
  • 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。

2. 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.el
    let i, oldCh = oldVnode.children, ch = vnode.children
    if (oldVnode === vnode) return
    if (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)
        }
    }
}
# patchVnode函数做了以下事情
    1. 找到对应的真实dom,称为el
    
    2. 判断Vnode和oldVnode是否指向同一个对象,如果是,那么直接return
    
    3. 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
    
    4. 如果oldVnode有子节点而Vnode没有,则删除el的子节点
    
    5. 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
    
    6. 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

3. updateChildren

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)
    }
}
# updateChildren函数做了以下事情
	1. 将Vnode的子节点Vch和oldVnode的子节点oldCh提取出来
    
	2. 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

4. 图解updateChildren

Vue-diff算法详解

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

Vue-diff算法详解

	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
    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

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# 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

# 这个匹配过程的结束有两个条件
    1. 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)
    2. 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

Vue-diff算法详解

下面再举一个例子,可以像上面那样自己试着模拟一下

Vue-diff算法详解

# 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)
	}
    
#	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。    

参考链接: https://www.cnblogs.com/wind-lanyan/p/9061684.html

​ https://www.infoq.cn/article/uDLCPKH4iQb0cR5wGY7f

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