聊聊vue2.5的patch过程（diff算法）

简介

Vue2.0开始，引入了Virtual Dom，了解diff过程可以让我们更高效的使用框架，必要时可以进行手工优化，本文针对的是Vue2.5.7版本中的Virtual Dom进行分析，力求以图文并茂的方式来分析diff的过程。

其中patch过程中所用到的diff算法来源于snabbdom

PS: 如有不对之处，还望指正。

什么是VNode？

我们知道，浏览器中真实的DOM节点对象上的属性和方法比较多，如果每次都生成新的DOM对象，对性能是一种浪费，在这种情况下，Virtual Dom出现了，而VNode是用来模拟真实DOM节点，即把真实DOM树抽象成用JavaScript对象构成的抽象树，从而可以对这颗抽象树进行创建节点、删除节点以及修改节点等操作，在这过程中都不需要操作真实DOM，只需要操作JavaScript对象，当数据发生改变时，在改变真实DOM节点之前，会先比较相应的VNode的的数据，如果需要改变，才更新真实DOM，大大提升了性能。同时VNode不依赖平台。

具体可以通过以下代码查看标准DOM对象上的方法和属性

const dom = document.createElement('div');
for (let key in dom) {
    console.log(key)
}

VNode构造函数具体结构如下（具体见源码）：

export default class VNode {
  tag: string | void;
  data: VNodeData | void;
  children: ?Array<VNode>;
  text: string | void;
  elm: Node | void;
  ns: string | void;
  context: Component | void; // rendered in this component's scope
  key: string | number | void;
  componentOptions: VNodeComponentOptions | void;
  componentInstance: Component | void; // component instance
  parent: VNode | void; // component placeholder node

  // strictly internal
  raw: boolean; // contains raw HTML? (server only)
  isStatic: boolean; // hoisted static node
  isRootInsert: boolean; // necessary for enter transition check
  isComment: boolean; // empty comment placeholder?
  isCloned: boolean; // is a cloned node?
  isOnce: boolean; // is a v-once node?
  asyncFactory: Function | void; // async component factory function
  asyncMeta: Object | void;
  isAsyncPlaceholder: boolean;
  ssrContext: Object | void;
  fnContext: Component | void; // real context vm for functional nodes
  fnOptions: ?ComponentOptions; // for SSR caching
  fnScopeId: ?string; // functional scope id support
}

mounted过程都发生了什么？

在了解patch过程之前，先来大概了解下mounted过程，我们知道，Vue最终会调用$mounted方法来进行挂载。一般来说，Vue有两条渲染路径，分别对应生命周期中mounted和updated两个钩子函数，分别如下：

1）组件实例初始化创建生成DOM

在该过程时，初始的Vnode为一个真实的DOM节点或者undefined（创建组件）

$mounted => mountComponent => updateComponent => _render => _update => patch => createElm => nodeOps.insert => removeVnodes

1）组件数据更新时更新DOM

在该过程，初始化Vnode为之前的prevVnode，不是真实DOM节点

flushSchedulerQueue => watcher.run => watcher.get => updateComponent => _render => _update => patch => patchVnode => updateChildren

其中，_render函数内部则是调用createElement方法将渲染函数转为VNode，而_update函数则是在内部调用patch方法将VNode转化为真实的DOM节点。

createElement和patch过程是一个深度遍历过程，也就是"先子后父"，即先调用子类的mounted或updated钩子方法，在调用父类的该钩子。

附上一张$mounted流程图：

patch原理分析

patch过程也是一个深度遍历过程，比较只会在同层级进行，不会跨层级比较，借用一篇相当经典的文章 React’s diff algorithm中的图，图能很好的解释该过程，如下：

patch接收6个参数，其中两个主要参数是vnode和oldVnode，也就是新旧两个虚拟节点，下面详细介绍下patch过程

1、patch逻辑

1、如果vnode不存在，而oldVnode存在，则调用invodeDestoryHook进行销毁旧的节点
2、如果oldVnode不存在，而vnode存在，则调用createElm创建新的节点
3、如果oldVnode和vnode都存在
1）如果oldVnode不是真实节点且和vnode是相同节点（调用sameVnode比较），则调用patchVnode进行patch
2）如果oldVnode是真实DOM节点，则先把真实DOM节点转为Vnode，再调用createElm创建新的DOM节点，并插入到真实的父节点中，同时调用removeVnodes将旧的节点从父节点中移除。

2、patchVnode逻辑

1、如果vnode和oldVnode完全一致，则什么都不做处理，直接返回
2、如果oldVnode和vnode都是静态节点，且具有相同的key，并且当vnode是克隆节点或是v-once指令控制的节点时，只需要把oldVnode的elm和oldVnode.children都复制到vnode上即可
3、如果vnode不是文本节点或注释节点
1）如果vnode的children和oldVnode的children都存在，且不完全相等，则调用updateChildren更新子节点
2）如果只有vnode存在子节点，则调用addVnodes添加这些子节点
3）如果只有oldVnode存在子节点，则调用removeVnodes移除这些子节点
4）如果oldVnode和vnode都不存在子节点，但是oldVnode为文本节点或注释节点，则把oldVnode.elm的文本内容置为空

4、如果vnode是文本节点或注释节点，并且vnode.text和oldVnode.text不相等，则更新oldVnode的文本内容为vnode.text

3、updateChildren逻辑

updateChildren方法主要通过while循环去对比2棵树的子节点来更新dom,通过对比新的来改变旧的，以达到新旧统一的目的。

1、如果oldStartVnode不存在，则将oldStartVnode设置为下一个节点
2、如果oldEndVnode不存在，则将oldEndVnode设置为上一个节点
3、如果oldStartVnode和newStartVnode是同一个节点（sameVnode），则调用patchVnode进行patch重复流程，同时将oldStartVnode和newStartVnode设置为下一个节点
4、如果oldEndVnode和newEndVnode是同一个节点（sameVnode），则调用patchVnode进行patch重复流程，同时将oldEndVnode和newEndVnode设置为上一个节点
5、如果oldStartVnode和newEndVnode是同一个节点（sameVnode），则调用patchVnode进行patch重复流程，同时将oldStartVnode设置为下一个节点，newEndVnode设置为上一个节点，需要对DOM进行移动
6、如果oldEndVnode和newStartVnode是同一个节点（sameVnode），则调用patchVnode进行patch重复流程，同时将oldEndVnode设置为上一个节点，newStartVnode设置为下一个节点，需要对DOM进行移动
7、否则，尝试在oldChildren中查找与newStartVnode具有相同key的节点
1）如果没有找到，则说明newStartVnode是一个新节点，则调用createElem创建一个新节点，同时将newStartVnode设置为下一个节点
2）如果找到了具有相同key的节点
（1）如果找到的节点与newStartVnode是同一个节点（sameVnode），则调用patchVnode进行patch重复流程，同时把newStartVnode.elm移动到oldStartVnode.elm之前，并把newStartVnode设置为下一个节点，需要对DOM进行移动
（2）否则，调用createElm创建一个新的节点，同时把newStartVnode设置为下一个节点

上述过程中，如果oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx，即oldChildren和newChildren节点在遍历过程中如果任意一个的开始索引和结束索引重合，则表明遍历结束。

遍历结束后，还需针对oldChildren和newChildren没有遍历的节点进行处理，分为以下两种情况：

1）如果oldStartIdx大于oldEndIdx，说明newChildren可能还未遍历完，则需要调用addVnodes添加newStartIdx到newEndIdx之间的节点
2）如果newStartIdx大于newEndIdx，说明oldChildren可能还未遍历完，则需要调用removeVnodes移除oldStartIdx到oldEndIdx之间的节点

附上一张流程图：