初尝diff算法

X1ee
121 阅读7分钟

diff(差速器*比较). virtual DOM(Vnode）是它的简写

1. 当数据发生变化时，vue是怎么更新节点的？

要知道渲染真实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。

2:vnode和dom的区别

virtual DOM是将真实的DOM的数据抽取出来，以对象的形式模拟树形结构。比如dom是这样的

<div>
    <p>123</p>
</div>

对应的Vnode（虚拟节点）：

var Vnode = {
    tag: 'div',
    children: [
        { tag: 'p', text: '123' }
    ]
};

​

DOMVirtual DOM
优点所见即所得的使用（1）高性能：使用Virtual DOM，能够有效避免真实DOM数频繁更新，减少多次引起重绘与回流，提高性能 （2）跨平台：React借助虚拟DOM， 带来了跨平台的能力，一套代码多端运行
缺点（1）效率低：解析速度慢，内存占用过高 (2) 性能差：频繁操作真实DOM，易于导致重绘与回流(1) 在一些性能要求极高的应用中虚拟 DOM 无法进行针对性的极致优化 (2) 首次渲染大量DOM时，由于多了一层虚拟DOM的计算，速度比正常稍慢

​

​

回流:

元素的大小或者位置发生了变化（当页面布局和几何信息发生变化的时候），触发了重新布局，导致渲染树重新计算布局和渲染

​

​

重绘:

元素样式的改变（但宽高、大小、位置等不变）

​

​

DOMVirtual DOM
操作时会引起页面的排版和重绘不会引起页面的排版和重绘
总损耗真实DOM完全增删改 + 排版与重绘（较多节点）虚拟DOM增删改 + （与Diff算法效率有关）真实DOM差异增删 + 排版和重绘（仅更新必要部分）

​

Virtual DOM: 以 JavaScript 对象形式存在的对 DOM 的描述，是对 HTML DOM 的一种抽象。

（温馨提示：VNode和oldVNode都是对象，一定要记住）

3:diff的比较方式

在采取diff算法比较新旧节点的时候，比较只会在同层级进行, 不会跨层级比较

<div>
    <p>123</p>
</div>
​
<div>
    <span>456</span>
</div>

上面的代码会分别比较同一层的两个div以及第二层的p和span，但是不会拿div和span作比较。

如图所示：

div
span
span
p
p
p
p
div
span
span
p
p
P
P

4:diff流程图

img

5:path怎么打补丁

/**
var Vnode = {
    tag: 'div',
    children: [
        { tag: 'p', text: '123' }
    ]
};
*/
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
  )
}
function patchVnode (oldVnode, vnode) {
    const el = vnode.el = oldVnode.el //找到真实对应的dom。el
    let i, oldCh = oldVnode.children, ch = vnode.children
    if (oldVnode === vnode) return //vnode和oldnode是否指向同一个对象 如果是 直接return
    if (oldVnode.text !== null && vnode.text !== null && oldVnode.text !== vnode.text) { 
      //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。
        api.setTextContent(el, vnode.text)
    }else {
        updateEle(el, vnode, oldVnode)
      if (oldCh && ch && oldCh !== ch) {
        //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
            updateChildren(el, oldCh, ch)
      }else if (ch){
            createEle(vnode) //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
      }else if (oldCh){
        //如果oldVnode有子节点而Vnode没有，则删除el的子节点
            api.removeChildren(el)
      }
    }
}
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
}
​
​
​
​
​

6:如何更新子节点

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)
    }
}
//将Vnode的子节点Vch和oldVnode的子节点oldCh提取出来
//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。

img

话不多说直接上图

img

img

现在分别对oldS、oldE、S、E两两做sameVnode(是否相同)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，这句话有点绕，打个比方

  • 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，分为两种情况

    • 如果新旧子节点都存在key，那么会根据oldChild的key生成一张hash表，用S的key与hash表做匹配，匹配成功就判断S和匹配节点是否为sameNode（相同），如果是，就在真实dom中将成功的节点移到最前面，否则，将S生成对应的节点插入到dom中对应的oldS位置，S指针向中间移动，被匹配old中的节点置为null。
    • 如果没有key,则直接将S生成新的节点插入真实DOM（ps：这下可以解释为什么v-for的时候需要设置key了，如果没有key那么就只会做四种匹配，就算指针中间有可复用的节点都不能被复用了）

7:详解oldN和newN的匹配过程

img

第一步：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

oldS = a, oldE = d；
S = a, E = b;

第二步：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

oldS = b, oldE = d；
S = c, E = b;

第三步：oldE和E匹配，位置不变此时dom的位置为：a d b

oldS = d, oldE = d；
S = c, E = d;

第四步：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

oldS++;
oldE--;
oldS > oldE;

这个匹配过程的结束有两个条件：

  • 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）
  • 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

img

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。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的所有补丁都打好了

总结

以上为diff算法的全过程，可以回看第4步骤回忆一下diff过程

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