Virtual DOM
Virtual DOM这个概念只要了解或者使用过Vue，react这些MVVM框架的前端er或多或少都应该听过，了解过，因为浏览器中的DOM是很“昂贵”的，当我们频繁的去做DOM更新的时候，会产生一定的性能问题：
let div = document.createElement('div');
let str = ""
for(let key in div) {
str+=key+" "
}
console.log(str)
上面的代码可以看到DOM内部的设计，有兴趣的可以试着运行下，就会发现DOM的设计非常复杂，这也是Virtual DOM出现的原因。
本质上Virtual DOM可以看作是浏览器上DOM节点在JavaScript上的映射，通过原生的js对象描述出一个DOM节点。
在Vue中， Virtual DOM使用vnode怎么一个Class去描述的，它定义在src/core/vdom/vnode.js文件里：
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
devtoolsMeta: ?Object; // used to store functional render context for devtools
fnScopeId: ?string; // functional scope id support
constructor (
tag?: string,
data?: VNodeData,
children?: ?Array<VNode>,
text?: string,
elm?: Node,
context?: Component,
componentOptions?: VNodeComponentOptions,
asyncFactory?: Function
) {
this.tag = tag
this.data = data
this.children = children
this.text = text
this.elm = elm
this.ns = undefined
this.context = context
this.fnContext = undefined
this.fnOptions = undefined
this.fnScopeId = undefined
this.key = data && data.key
this.componentOptions = componentOptions
this.componentInstance = undefined
this.parent = undefined
this.raw = false
this.isStatic = false
this.isRootInsert = true
this.isComment = false
this.isCloned = false
this.isOnce = false
this.asyncFactory = asyncFactory
this.asyncMeta = undefined
this.isAsyncPlaceholder = false
}
// DEPRECATED: alias for componentInstance for backwards compat.
/* istanbul ignore next */
get child (): Component | void {
return this.componentInstance
}
}
虽然Vue对Virtual DOM的定义有些复杂，是因为它这里包含了很多Vue的特性，它的核心无非就几个关键属性，标签名，数据，子节点，键值等，其他属性都要用来扩展VNode的灵活性。 由于VNode只是映射到真实DOM的渲染，不需要包含操作DOM的方法，所有它非常轻量和简单的。
Virtual DOM除了它的数据结构的定义，映射到真实DOM上还要经历VNode的create，diff，patch等过程。
在Vue中Virtual DOM的创建是通过之前提高的createElement方法创建的，它定义在src/core/vdom/create-element.js文件中：
export function createElement (
context: Component,
tag: any,
data: any,
children: any,
normalizationType: any,
alwaysNormalize: boolean
): VNode | Array<VNode> {
if (Array.isArray(data) || isPrimitive(data)) {
normalizationType = children
children = data
data = undefined
}
if (isTrue(alwaysNormalize)) {
normalizationType = ALWAYS_NORMALIZE
}
return _createElement(context, tag, data, children, normalizationType)
}
createElement方法实际上是对_createElement方法的封装，它允许传入的参数更加灵活，在处理这些参数后，调用真正创建 VNode 的函数_createElement:
export function _createElement (
context: Component,
tag?: string | Class<Component> | Function | Object,
data?: VNodeData,
children?: any,
normalizationType?: number
): VNode | Array<VNode> {
if (isDef(data) && isDef((data: any).__ob__)) {
process.env.NODE_ENV !== 'production' && warn(
`Avoid using observed data object as vnode data: ${JSON.stringify(data)}\n` +
'Always create fresh vnode data objects in each render!',
context
)
return createEmptyVNode()
}
// object syntax in v-bind
if (isDef(data) && isDef(data.is)) {
tag = data.is
}
if (!tag) {
// in case of component :is set to falsy value
return createEmptyVNode()
}
// warn against non-primitive key
if (process.env.NODE_ENV !== 'production' &&
isDef(data) && isDef(data.key) && !isPrimitive(data.key)
) {
if (!__WEEX__ || !('@binding' in data.key)) {
warn(
'Avoid using non-primitive value as key, ' +
'use string/number value instead.',
context
)
}
}
// support single function children as default scoped slot
if (Array.isArray(children) &&
typeof children[0] === 'function'
) {
data = data || {}
data.scopedSlots = { default: children[0] }
children.length = 0
}
if (normalizationType === ALWAYS_NORMALIZE) {
children = normalizeChildren(children)
} else if (normalizationType === SIMPLE_NORMALIZE) {
children = simpleNormalizeChildren(children)
}
let vnode, ns
if (typeof tag === 'string') {
let Ctor
ns = (context.$vnode && context.$vnode.ns) || config.getTagNamespace(tag)
if (config.isReservedTag(tag)) {
// platform built-in elements
if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && isDef(data) && isDef(data.nativeOn)) {
warn(
`The .native modifier for v-on is only valid on components but it was used on <${tag}>.`,
context
)
}
vnode = new VNode(
config.parsePlatformTagName(tag), data, children,
undefined, undefined, context
)
} else if ((!data || !data.pre) && isDef(Ctor = resolveAsset(context.$options, 'components', tag))) {
// component
vnode = createComponent(Ctor, data, context, children, tag)
} else {
// unknown or unlisted namespaced elements
// check at runtime because it may get assigned a namespace when its
// parent normalizes children
vnode = new VNode(
tag, data, children,
undefined, undefined, context
)
}
} else {
// direct component options / constructor
vnode = createComponent(tag, data, context, children)
}
if (Array.isArray(vnode)) {
return vnode
} else if (isDef(vnode)) {
if (isDef(ns)) applyNS(vnode, ns)
if (isDef(data)) registerDeepBindings(data)
return vnode
} else {
return createEmptyVNode()
}
}
_createElement方法有5个参数，context 表示 VNode 的上下文环境，它是 Component 类型；tag 表示标签，它可以是一个字符串，也可以是一个 Component；data 表示 VNode 的数据，它是一个 VNodeData 类型，可以在 flow/vnode.js 中找到它的定义；children 表示当前 VNode 的子节点，它是任意类型的，它接下来需要被规范为标准的 VNode 数组；normalizationType 表示子节点规范的类型，类型不同规范的方法也就不一样，它主要是参考 render 函数是编译生成的还是用户手写的。
我们主要看2个重点流程—————— children的处理和VNode的创建。
children的处理
Virtual DOM 实际上是一个树状结构，每一个 VNode 可能会有若干个子节点，这些子节点应该也是 VNode 的类型。_createElement 接收的第 4 个参数 children 是任意类型的，因此我们需要把它们处理成 VNode 类型。
这里根据 normalizationType 的不同，调用了 normalizeChildren(children) 和 simpleNormalizeChildren(children) 方法，它们的定义都在 src/core/vdom/helpers/normalzie-children.js 中：
export function simpleNormalizeChildren (children: any) {
for (let i = 0; i < children.length; i++) {
if (Array.isArray(children[i])) {
return Array.prototype.concat.apply([], children)
}
}
return children
}
export function normalizeChildren (children: any): ?Array<VNode> {
return isPrimitive(children)
? [createTextVNode(children)]
: Array.isArray(children)
? normalizeArrayChildren(children)
: undefined
}
simpleNormalizeChildren方法调用场景是 render 函数是编译生成的。理论上编译生成的 children 都已经是 VNode 类型的，但这里有一个例外，就是 functional component 函数式组件返回的是一个数组而不是一个根节点，所以会通过 Array.prototype.concat 方法把整个 children 数组打平，让它的深度只有一层。
normalizeChildren 方法有两种情况，一种情况是render函数是用户手写的，当 children 只有一个节点的时候，Vue.js 从接口层面允许用户把 children 写成基础类型用来创建单个简单的文本节点，这种情况会调用 createTextVNode 创建一个文本节点的 VNode;另一个情况是在编译slot,v-for的时候会产生嵌套数组的情况，会调用normalizeArrayChildren方法：
function normalizeArrayChildren (children: any, nestedIndex?: string): Array<VNode> {
const res = []
let i, c, lastIndex, last
for (i = 0; i < children.length; i++) {
c = children[i]
if (isUndef(c) || typeof c === 'boolean') continue
lastIndex = res.length - 1
last = res[lastIndex]
// nested
if (Array.isArray(c)) {
if (c.length > 0) {
c = normalizeArrayChildren(c, `${nestedIndex || ''}_${i}`)
// merge adjacent text nodes
if (isTextNode(c[0]) && isTextNode(last)) {
res[lastIndex] = createTextVNode(last.text + (c[0]: any).text)
c.shift()
}
res.push.apply(res, c)
}
} else if (isPrimitive(c)) {
if (isTextNode(last)) {
// merge adjacent text nodes
// this is necessary for SSR hydration because text nodes are
// essentially merged when rendered to HTML strings
res[lastIndex] = createTextVNode(last.text + c)
} else if (c !== '') {
// convert primitive to vnode
res.push(createTextVNode(c))
}
} else {
if (isTextNode(c) && isTextNode(last)) {
// merge adjacent text nodes
res[lastIndex] = createTextVNode(last.text + c.text)
} else {
// default key for nested array children (likely generated by v-for)
if (isTrue(children._isVList) &&
isDef(c.tag) &&
isUndef(c.key) &&
isDef(nestedIndex)) {
c.key = `__vlist${nestedIndex}_${i}__`
}
res.push(c)
}
}
}
return res
}
normalizeArrayChildren有两个参数，children表示要处理的子节点，nestedIndex表示嵌套的索引，因为单个child可能是一个数组类型。所以获得单个节点c后会做类型判断，如果是数组类型，就递归调用normalizeArrayChildren;如果是基础类型，直接createTextVNode转换为vnode类型，如果多个列表嵌套的情况就根据nestedIndex去更新它的key。而且在遍历过程中如果存在连续的text节点，会将他们合并为一个节点。最后children就变为一个类型为VNode的Array。
VNode 的创建
createElement函数在处理完children后，回去创建一个VNode实例：
let vnode, ns
if (typeof tag === 'string') {
let Ctor
ns = (context.$vnode && context.$vnode.ns) || config.getTagNamespace(tag)
if (config.isReservedTag(tag)) {
// platform built-in elements
if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && isDef(data) && isDef(data.nativeOn)) {
warn(
`The .native modifier for v-on is only valid on components but it was used on <${tag}>.`,
context
)
}
vnode = new VNode(
config.parsePlatformTagName(tag), data, children,
undefined, undefined, context
)
} else if ((!data || !data.pre) && isDef(Ctor = resolveAsset(context.$options, 'components', tag))) {
// component
vnode = createComponent(Ctor, data, context, children, tag)
} else {
// unknown or unlisted namespaced elements
// check at runtime because it may get assigned a namespace when its
// parent normalizes children
vnode = new VNode(
tag, data, children,
undefined, undefined, context
)
}
} else {
// direct component options / constructor
vnode = createComponent(tag, data, context, children)
}
这里先对tag做出判断，如果是 string 类型，则接着判断如果是内置的一些节点，则直接创建一个普通 VNode，如果是为已注册的组件名，则通过 createComponent 创建一个组件类型的 VNode，否则创建一个未知的标签的 VNode。如果tag不是 string 类型则是Component类型就直接创建一个组件类型的 VNode。
