详解vue的diff算法
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
2. 在diff比较的过程中，循环从两边向中间收拢
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。
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
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
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
# 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
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)
}
# 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