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Vue源碼解析:虛擬dom比較原理

mayaohua / 503人閱讀

摘要:算法子節(jié)點(diǎn)比較這部分代碼比較多,先說說原理后面再貼代碼。循環(huán)結(jié)束的標(biāo)志就是舊子節(jié)點(diǎn)數(shù)組或新子節(jié)點(diǎn)數(shù)組遍歷完,即。第二步尾尾比較。第三步頭尾比較。第四步尾頭比較。節(jié)點(diǎn)確認(rèn)后,真實(shí)序列為,未確認(rèn)序列為第五次是均不相似,直接插入到未確認(rèn)序列頭部。

通過對 Vue2.0 源碼閱讀,想寫一寫自己的理解,能力有限故從尤大佬2016.4.11第一次提交開始讀,準(zhǔn)備陸續(xù)寫:

模版字符串轉(zhuǎn)AST語法樹

AST語法樹轉(zhuǎn)render函數(shù)

Vue雙向綁定原理

Vue虛擬dom比較原理

其中包含自己的理解和源碼的分析,盡量通俗易懂!由于是2.0的最早提交,所以和最新版本有很多差異、bug,后續(xù)將陸續(xù)補(bǔ)充,敬請諒解!包含中文注釋的Vue源碼已上傳...

開始

先說一下為什么會(huì)有虛擬dom比較這一階段,我們知道了Vue是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)視圖(數(shù)據(jù)的變化將引起視圖的變化),但你發(fā)現(xiàn)某個(gè)數(shù)據(jù)改變時(shí),視圖是局部刷新而不是整個(gè)重新渲染,如何精準(zhǔn)的找到數(shù)據(jù)對應(yīng)的視圖并進(jìn)行更新呢?那就需要拿到數(shù)據(jù)改變前后的dom結(jié)構(gòu),找到差異點(diǎn)并進(jìn)行更新!

虛擬dom實(shí)質(zhì)上是針對真實(shí)dom提煉出的簡單對象。就像一個(gè)簡單的div包含200多個(gè)屬性,但真正需要的可能只有tagName,所以對真實(shí)dom直接操作將大大影響性能!

簡化后的虛擬節(jié)點(diǎn)(vnode)大致包含以下屬性:

{
  tag: "div",       // 標(biāo)簽名
  data: {},         // 屬性數(shù)據(jù),包括class、style、event、props、attrs等
  children: [],     // 子節(jié)點(diǎn)數(shù)組,也是vnode結(jié)構(gòu)
  text: undefined,  // 文本
  elm: undefined,   // 真實(shí)dom
  key: undefined    // 節(jié)點(diǎn)標(biāo)識
}

虛擬dom的比較,就是找出新節(jié)點(diǎn)(vnode)和舊節(jié)點(diǎn)(oldVnode)之間的差異,然后對差異進(jìn)行打補(bǔ)丁(patch)。大致流程如下

整個(gè)過程還是比較簡單的,新舊節(jié)點(diǎn)如果不相似,直接根據(jù)新節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建dom;如果相似,先是對data比較,包括class、style、event、props、attrs等,有不同就調(diào)用對應(yīng)的update函數(shù),然后是對子節(jié)點(diǎn)的比較,子節(jié)點(diǎn)的比較用到了diff算法,這應(yīng)該是這篇文章的重點(diǎn)和難點(diǎn)吧。

值得注意的是,在Children Compare 過程中,如果找到了相似的childVnode,那它們將遞歸進(jìn)入新的打補(bǔ)丁過程。

源碼解析

這次的源碼解析寫簡潔一點(diǎn),寫太多發(fā)現(xiàn)自己都不愿意看 (┬_┬)

開始

先來看patch()函數(shù):

function patch (oldVnode, vnode) {
  var elm, parent;
  if (sameVnode(oldVnode, vnode)) {
    // 相似就去打補(bǔ)丁(增刪改)
    patchVnode(oldVnode, vnode);
  } else {
    // 不相似就整個(gè)覆蓋
    elm = oldVnode.elm;
    parent = api.parentNode(elm);
    createElm(vnode);
    if (parent !== null) {
      api.insertBefore(parent, vnode.elm, api.nextSibling(elm));
      removeVnodes(parent, [oldVnode], 0, 0);
    }
  }
  return vnode.elm;
}

patch()函數(shù)接收新舊vnode兩個(gè)參數(shù),傳入的這兩個(gè)參數(shù)有個(gè)很大的區(qū)別:oldVnode的elm指向真實(shí)dom,而vnode的elm為undefined...但經(jīng)過patch()方法后,vnode的elm也將指向這個(gè)(更新過的)真實(shí)dom。

判斷新舊vnode是否相似的sameVnode()方法很簡單,就是比較tagkey是否一致。

function sameVnode (a, b) {
  return a.key === b.key && a.tag === b.tag;
}
打補(bǔ)丁

對于新舊vnode不一致的處理方法很簡單,就是根據(jù)vnode創(chuàng)建真實(shí)dom,代替oldVnode中的elm插入DOM文檔。

對于新舊vnode一致的處理,就是我們前面經(jīng)常說到的打補(bǔ)丁了。具體什么是打補(bǔ)丁?看看patchVnode()方法就知道了:

function patchVnode (oldVnode, vnode) {
  // 新節(jié)點(diǎn)引用舊節(jié)點(diǎn)的dom
  let elm = vnode.elm = oldVnode.elm;
  const oldCh = oldVnode.children;
  const ch = vnode.children;

  // 調(diào)用update鉤子
  if (vnode.data) {
    updateAttrs(oldVnode, vnode);
    updateClass(oldVnode, vnode);
    updateEventListeners(oldVnode, vnode);
    updateProps(oldVnode, vnode);
    updateStyle(oldVnode, vnode);
  }

  // 判斷是否為文本節(jié)點(diǎn)
  if (vnode.text == undefined) {
    if (isDef(oldCh) && isDef(ch)) {
      if (oldCh !== ch) updateChildren(elm, oldCh, ch, insertedVnodeQueue)
    } else if (isDef(ch)) {
      if (isDef(oldVnode.text)) api.setTextContent(elm, "")
      addVnodes(elm, null, ch, 0, ch.length - 1, insertedVnodeQueue)
    } else if (isDef(oldCh)) {
      removeVnodes(elm, oldCh, 0, oldCh.length - 1)
    } else if (isDef(oldVnode.text)) {
      api.setTextContent(elm, "")
    }
  } else if (oldVnode.text !== vnode.text) {
    api.setTextContent(elm, vnode.text)
  }
}

打補(bǔ)丁其實(shí)就是調(diào)用各種updateXXX()函數(shù),更新真實(shí)dom的各個(gè)屬性。每個(gè)的update函數(shù)都類似,就拿updateAttrs()舉例看看:

function updateAttrs (oldVnode, vnode) {
  let key, cur, old
  const elm = vnode.elm
  const oldAttrs = oldVnode.data.attrs || {}
  const attrs = vnode.data.attrs || {}

  // 更新/添加屬性
  for (key in attrs) {
    cur = attrs[key]
    old = oldAttrs[key]
    if (old !== cur) {
      if (booleanAttrsDict[key] && cur == null) {
        elm.removeAttribute(key)
      } else {
        elm.setAttribute(key, cur)
      }
    }
  }
  // 刪除新節(jié)點(diǎn)不存在的屬性
  for (key in oldAttrs) {
    if (!(key in attrs)) {
      elm.removeAttribute(key)
    }
  }
}

屬性(Attribute)的更新函數(shù)的大致思路就是:

遍歷vnode屬性,如果和oldVnode不一樣就調(diào)用setAttribute()修改;

遍歷oldVnode屬性,如果不在vnode屬性中就調(diào)用removeAttribute()刪除。

你會(huì)發(fā)現(xiàn)里面有個(gè)booleanAttrsDict[key]的判斷,是用于判斷在不在布爾類型屬性字典中。

["allowfullscreen", "async", "autofocus", "autoplay", "checked", "compact", "controls", "declare", ......]

eg: ,想關(guān)閉自動(dòng)播放,需要移除該屬性。

所有數(shù)據(jù)比較完后,就到子節(jié)點(diǎn)的比較了。先判斷當(dāng)前vnode是否為文本節(jié)點(diǎn),如果是文本節(jié)點(diǎn)就不用考慮子節(jié)點(diǎn)的比較;若是元素節(jié)點(diǎn),就需要分三種情況考慮:

新舊節(jié)點(diǎn)都有children,那就進(jìn)入子節(jié)點(diǎn)的比較(diff算法);

新節(jié)點(diǎn)有children,舊節(jié)點(diǎn)沒有,那就循環(huán)創(chuàng)建dom節(jié)點(diǎn);

新節(jié)點(diǎn)沒有children,舊節(jié)點(diǎn)有,那就循環(huán)刪除dom節(jié)點(diǎn)。

后面兩種情況都比較簡單,我們直接對第一種情況,子節(jié)點(diǎn)的比較進(jìn)行分析。

diff算法

子節(jié)點(diǎn)比較這部分代碼比較多,先說說原理后面再貼代碼。先看一張子節(jié)點(diǎn)比較的圖:

圖中的oldChnewCh分別表示新舊子節(jié)點(diǎn)數(shù)組,它們都有自己的頭尾指針oldStartIdxoldEndIdxnewStartIdxnewEndIdx,數(shù)組里面存儲(chǔ)的是vnode,為了容易理解就用a,b,c,d等代替,它們表示不同類型標(biāo)簽(div,span,p)的vnode對象。

子節(jié)點(diǎn)的比較實(shí)質(zhì)上就是循環(huán)進(jìn)行頭尾節(jié)點(diǎn)比較。循環(huán)結(jié)束的標(biāo)志就是:舊子節(jié)點(diǎn)數(shù)組或新子節(jié)點(diǎn)數(shù)組遍歷完,(即 oldStartIdx > oldEndIdx || newStartIdx > newEndIdx)。大概看一下循環(huán)流程

第一步 頭頭比較。若相似,舊頭新頭指針后移(即 oldStartIdx++ && newStartIdx++),真實(shí)dom不變,進(jìn)入下一次循環(huán);不相似,進(jìn)入第二步。

第二步 尾尾比較。若相似,舊尾新尾指針前移(即 oldEndIdx-- && newEndIdx--),真實(shí)dom不變,進(jìn)入下一次循環(huán);不相似,進(jìn)入第三步。

第三步 頭尾比較。若相似,舊頭指針后移,新尾指針前移(即 oldStartIdx++ && newEndIdx--),未確認(rèn)dom序列中的頭移到尾,進(jìn)入下一次循環(huán);不相似,進(jìn)入第四步。

第四步 尾頭比較。若相似,舊尾指針前移,新頭指針后移(即 oldEndIdx-- && newStartIdx++),未確認(rèn)dom序列中的尾移到頭,進(jìn)入下一次循環(huán);不相似,進(jìn)入第五步。

第五步 若節(jié)點(diǎn)有key且在舊子節(jié)點(diǎn)數(shù)組中找到sameVnode(tag和key都一致),則將其dom移動(dòng)到當(dāng)前真實(shí)dom序列的頭部,新頭指針后移(即 newStartIdx++);否則,vnode對應(yīng)的dom(vnode[newStartIdx].elm)插入當(dāng)前真實(shí)dom序列的頭部,新頭指針后移(即 newStartIdx++)。

先看看沒有key的情況,放個(gè)動(dòng)圖看得更清楚些!

相信看完圖片有更好的理解到diff算法的精髓,整個(gè)過程還是比較簡單的。上圖中一共進(jìn)入了6次循環(huán),涉及了每一種情況,逐個(gè)敘述一下:

第一次是頭頭相似(都是a),dom不改變,新舊頭指針均后移。a節(jié)點(diǎn)確認(rèn)后,真實(shí)dom序列為:a,b,c,d,e,f,未確認(rèn)dom序列為:b,c,d,e,f

第二次是尾尾相似(都是f),dom不改變,新舊尾指針均前移。f節(jié)點(diǎn)確認(rèn)后,真實(shí)dom序列為:a,b,c,d,e,f,未確認(rèn)dom序列為:b,c,d,e

第三次是頭尾相似(都是b),當(dāng)前剩余真實(shí)dom序列中的頭移到尾,舊頭指針后移,新尾指針前移。b節(jié)點(diǎn)確認(rèn)后,真實(shí)dom序列為:a,c,d,e,b,f,未確認(rèn)dom序列為:c,d,e

第四次是尾頭相似(都是e),當(dāng)前剩余真實(shí)dom序列中的尾移到頭,舊尾指針前移,新頭指針后移。e節(jié)點(diǎn)確認(rèn)后,真實(shí)dom序列為:a,e,c,d,b,f,未確認(rèn)dom序列為:c,d

第五次是均不相似,直接插入到未確認(rèn)dom序列頭部。g節(jié)點(diǎn)插入后,真實(shí)dom序列為:a,e,g,c,d,b,f,未確認(rèn)dom序列為:c,d

第六次是均不相似,直接插入到未確認(rèn)dom序列頭部。h節(jié)點(diǎn)插入后,真實(shí)dom序列為:a,e,g,h,c,d,b,f,未確認(rèn)dom序列為:c,d

但結(jié)束循環(huán)后,有兩種情況需要考慮:

新的字節(jié)點(diǎn)數(shù)組(newCh)被遍歷完(newStartIdx > newEndIdx)。那就需要把多余的舊dom(oldStartIdx -> oldEndIdx)都刪除,上述例子中就是c,d

新的字節(jié)點(diǎn)數(shù)組(oldCh)被遍歷完(oldStartIdx > oldEndIdx)。那就需要把多余的新dom(newStartIdx -> newEndIdx)都添加。

上面說了這么多都是沒有key的情況,說添加了:key可以優(yōu)化v-for的性能,到底是怎么回事呢?因?yàn)?b>v-for大部分情況下生成的都是相同tag的標(biāo)簽,如果沒有key標(biāo)識,那么相當(dāng)于每次頭頭比較都能成功。你想想如果你往v-for綁定的數(shù)組頭部push數(shù)據(jù),那么整個(gè)dom將全部刷新一遍(如果數(shù)組每項(xiàng)內(nèi)容都不一樣),那加了key會(huì)有什么幫助呢?這邊引用一張圖:

key的情況,其實(shí)就是多了一步匹配查找的過程。也就是上面循環(huán)流程中的第五步,會(huì)嘗試去舊子節(jié)點(diǎn)數(shù)組中找到與當(dāng)前新子節(jié)點(diǎn)相似的節(jié)點(diǎn),減少dom的操作!

有興趣的可以看看代碼:

function updateChildren (parentElm, oldCh, newCh) {
  let oldStartIdx = 0
  let 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, idxInOld, elmToMove, before

  while (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) {
    if (isUndef(oldStartVnode)) {
      oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx] // 未定義表示被移動(dòng)過
    } else if (isUndef(oldEndVnode)) {
      oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
    } else if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) { // 頭頭相似
      patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode)
      oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
      newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
    } else if (sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) { // 尾尾相似
      patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode)
      oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
      newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
    } else if (sameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) { // 頭尾相似
      patchVnode(oldStartVnode, newEndVnode)
      api.insertBefore(parentElm, oldStartVnode.elm, api.nextSibling(oldEndVnode.elm))
      oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
      newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
    } else if (sameVnode(oldEndVnode, newStartVnode)) { // 尾頭相似
      patchVnode(oldEndVnode, newStartVnode)
      api.insertBefore(parentElm, oldEndVnode.elm, oldStartVnode.elm)
      oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
      newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
    } else {
      // 根據(jù)舊子節(jié)點(diǎn)的key,生成map映射
      if (isUndef(oldKeyToIdx)) oldKeyToIdx = createKeyToOldIdx(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
      // 在舊子節(jié)點(diǎn)數(shù)組中,找到和newStartVnode相似節(jié)點(diǎn)的下標(biāo)
      idxInOld = oldKeyToIdx[newStartVnode.key]
      if (isUndef(idxInOld)) { 
        // 沒有key,創(chuàng)建并插入dom
        api.insertBefore(parentElm, createElm(newStartVnode), oldStartVnode.elm)
        newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
      } else {
        // 有key,找到對應(yīng)dom ,移動(dòng)該dom并在oldCh中置為undefined
        elmToMove = oldCh[idxInOld]
        patchVnode(elmToMove, newStartVnode)
        oldCh[idxInOld] = undefined
        api.insertBefore(parentElm, elmToMove.elm, oldStartVnode.elm)
        newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
      }
    }
  }
  // 循環(huán)結(jié)束時(shí),刪除/添加多余dom
  if (oldStartIdx > oldEndIdx) {
    before = isUndef(newCh[newEndIdx+1]) ? null : newCh[newEndIdx + 1].elm
    addVnodes(parentElm, before, newCh, newStartIdx, newEndIdx, insertedVnodeQueue)
  } else if (newStartIdx > newEndIdx) {
    removeVnodes(parentElm, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
  }
}
最后

希望看完這篇對虛擬dom的比較會(huì)有一定的了解!如果有什么錯(cuò)誤記得悄悄告訴我啊哈哈。

文筆還是不好,希望大家能理解o(︶︿︶)o

4篇文章寫了兩個(gè)月......真是佩服自己的執(zhí)行力!但發(fā)現(xiàn)寫博客好像確實(shí)挺費(fèi)時(shí)的(┬_┬),不過以后一定會(huì)經(jīng)常寫,先兩周一篇?

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