谈谈对虚拟DOM的理解

2024-02-06 19:20:34

一、前言

　　一般谈论某个东西的时候，我们都想知道它是怎么来的，那我们现在就来说说：虚拟DOM的出现，是跟随着前端框架React的诞生而诞生的，是由facebook提出来的，主要为了兼顾开发效率与性能，后来其卓越的开发性能也赢得了越来越多的开发者的认可。继react之后，Vue2.0也在其核心上面引入了虚拟DOM的概念，那接下来我们就来谈论一下虚拟DOM的原理：

二、虚拟DOM

　　虚拟DOM：virtual dom（下面我们简称为vdom，它是vue和react的核心）

　　1、什么是vdom？

　　　　vdom：可以看作是一个使用javascript模拟DOM结构的树形结构。对于我们开发者而言呢，操作DOM结构是非常昂贵的，它改动后，整个容器中的内容中的内容都要重新渲染一遍，就相当于“推倒重来”，如果项目相对来说比较复杂的话，是非常影响性能的。vdom就可以很好地解决这个问题。

　　　　主流的框架均支持使用 JSX 的写法， JSX 最终会被 babel 编译为JavaScript 对象，用于来表示vdom，思考下列的 JSX：

　　　　<div>
    　　　　<span className="item">item</span>
   　　　　 <input disabled={true} />
　　　　</div>

　　　　最终会被babel编译为如下的 JavaScript对象：

　　　　{
    　　　　type: 'div',
   　　　　 props: null,
    　　　　　　children: [{
        　　　　　　type: 'span',
       　　　　　　 props: {
            　　　　class: 'item',
       　　　　 },
        　　　　children: ['item'],
   　　　　　　 },
　　　　　　　　　 {
        　　　　　　type: 'input',
        　　　　　　props: {
        　　    　　disabled: true,
       　　　　 　　},
        　　　　children: [],
   　　　　　　 }],
　　　　　　}
　　　　　可以注意到以下两点：
　　　　　　　所有的 DOM 节点都是一个类似于这样的对象：{ type: '...', props: { ... }, children: { ... }, on: { ... } }

　　2、为什么要使用vdom?

　　　　我们简单的来讲vdom和原生的DOM做一个对比（简单比较一下vdom和原生DOM的重绘过程）：

　　　　　　原生DOM：render html string + 重新创建所有的DOM元素

　　　　　　vdom：render virtual dom + diff + 必要的dom更新

　　　　　　　和 DOM 操作比起来，js 计算是非常便宜的。vdom render + diff 显然比原生DOM渲染 html 字符串要慢，但是，它依然是纯 js 层面的计算，比起后面的 DOM 操作来说，依然便宜了太多。依次来看，就可以看出vdom很好的提高了渲染效率。

　　3、vdom的使用

　　上面提到了，我们可以使用vdom来对比出需要对 DOM 进行的特定更改，并单独进行这些特定更新。让我们回到我们的示例中，并使用 DOM API 进行相同的更改。

　　首先，我们需要制作vdom 的副本，其中包含我们想要进行的更改。由于我们不需要使用 DOM API，因此我们实际上只需创建一个新对象。

const copy = {
    tagName: "ul",
    attributes: { "class": "list" },
    children: [
        {
            tagName: "li",
            attributes: { "class": "list__item" },
            textContent: "List item one"
        },
        {
            tagName: "li",
            attributes: { "class": "list__item" },
            textContent: "List item two"
        }
    ]
};

copy 对象可以是用于在当前 vdom（上文的 list 对象）和更新的 vdom 之间对比出一个差异（Diff），Diff 结果如下：

const diffs = [
    {
        newNode: { /* new version of list item one */ },
        oldNode: { /* original version of list item one */ },
        index: /* index of element in parent's list of child nodes */
    },
    {
        newNode: { /* list item two */ },
        index: { /* */ }
    }
]

　　这个 Diff 提供了有关如何更新真实 DOM 的说明。一旦确定了所有差异，我们就可以批量更新 DOM 。

　　例如，我们可以循环遍历每个差异，并根据 Diff 指定的内容添加新的子元素或更新旧的子元素。

const domElement = document.getElementsByClassName("list")[0];

diffs.forEach((diff) => {

    const newElement = document.createElement(diff.newNode.tagName);
    /* Add attributes ... */
    
    if (diff.oldNode) {
        // If there is an old version, replace it with the new version
        domElement.replaceChild(diff.newNode, diff.index);
    } else {
        // If no old version exists, create a new node
        domElement.appendChild(diff.newNode);
    }
})

与框架结合

诸如 React 和 Vue 之类的框架内部使用 Virtual DOM 来对 DOM 进行更高效的更新。例如，我们的 list 组件可以用以下方式用 React 编写。

import React from 'react';
import ReactDOM from 'react-dom';

const list = React.createElement("ul", { className: "list" },
    React.createElement("li", { className: "list__item" }, "List item")
);

ReactDOM.render(list, document.body);

如果我们想要更新列表，我们可以重写整个列表模板，然后再次调用 ReactDOM.render() ，传入新列表。

const newList = React.createElement("ul", { className: "list" },
    React.createElement("li", { className: "list__item" }, "List item one"),
    React.createElement("li", { className: "list__item" }, "List item two");
);

setTimeout(() => ReactDOM.render(newList, document.body), 5000);

因为 React 使用 Virtual DOM，即使我们重新渲染整个模板，也只更新实际更改的部分。如果我们在发生变化时查看我们的开发人员工具，我们将看到特定元素和更改元素的特定部分。

　　4、Virtual DOM的优缺点

　　　　优点：

　　　　　　1、最终表现在DOM上的修改只是变更的部分，可以保证非常高效的渲染。

　　　　　　2、提升了性能（JavaScript对象比DOM对象性能高），抽象了DOM的具体实现（对DOM进行了一层抽象）

　　　　缺点：

　　　　　　首次渲染大量DOM时，由于多了一层虚拟DOM的计算，会比innerHTML插入慢。

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与框架结合

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