vue diff算法全解析
前言
我们知道 Vue 使用的是虚拟 DOM 去减少对真实 DOM 的操作次数,来提升页面运行的效率。今天我们来看看当页面的数据改变的时候,Vue 是如何来更新 DOM 的。Vue和React在更新dom时,使用的算法基本相同,都是基于 snabbdom。 当页面上的数据发生变化时,Vue 不会立即渲染。而是经过 diff 算法,判断出哪些是不需要变化的,哪些是需要变化更新的,只需要更新那些需要更新的 DOM 就可以了,这样就减少了很多不必要的 DOM 操作,大大提升了性能。 Vue就使用了这样的抽象节点VNode,它是对真实DOM的一层抽象,而不依赖某个平台,它可以是浏览器平台,也可以是weex,甚至是node平台也可以对这样一棵抽象DOM树进行创建删除修改等操作,这也为前后端同构提供了可能。
Vue 更新视图
我们知道在 Vue 1.x 中,每一个数据都对应一个 Watcher;而在 Vue 2.x 中,一个组件对应一个 Watcher,这样当我们的数据改变的时候,在 set 函数中会触发 Dep 的 notify 函数去通知 Watcher 去执行 vm._update(vm._render(), hydrating) 方法去更新视图,下面我们来看看 _update 方法
Vue.prototype._update = function (vnode: VNode, hydrating?: boolean) { const vm: Component = this const prevEl = vm.$el const prevVnode = vm._vnode const restoreActiveInstance = setActiveInstance(vm) vm._vnode = vnode // Vue.prototype.__patch__ is injected in entry points // based on the rendering backend used. /*基于后端渲染Vue.prototype.__patch__被用来作为一个入口*/ if (!prevVnode) { // initial render vm.$el = vm.__patch__(vm.$el, vnode, hydrating, false /* removeOnly */) } else { // updates vm.$el = vm.__patch__(prevVnode, vnode) } restoreActiveInstance() // update __vue__ reference /*更新新的实例对象的__vue__*/ if (prevEl) { prevEl.__vue__ = null } if (vm.$el) { vm.$el.__vue__ = vm } // if parent is an HOC, update its $el as well if (vm.$vnode && vm.$parent && vm.$vnode === vm.$parent._vnode) { vm.$parent.$el = vm.$el } // updated hook is called by the scheduler to ensure that children are // updated in a parent's updated hook. }
很明显,我们能看到 _update 方法会将传入的 Vnode 将老的 Vnode 进行 patch 操作。 下面我们再来看看在 patch 函数中都发生了什么。
patch
patch 函数将新老两个节点进行比较,然后判断出哪些是需要修改的节点,只需要修改这些节点即可,这样可以比较高效地更新 DOM,我们先来看一下代码
return function patch (oldVnode, vnode, hydrating, removeOnly) { /*vnode不存在调用销毁钩子删除节点*/ if (isUndef(vnode)) { if (isDef(oldVnode)) invokeDestroyHook(oldVnode) return } let isInitialPatch = false const insertedVnodeQueue = [] /*oldVnode不存在,直接创建新节点*/ if (isUndef(oldVnode)) { // empty mount (likely as component), create new root element isInitialPatch = true createElm(vnode, insertedVnodeQueue) } else { /*标记旧的VNode是否有nodeType*/ const isRealElement = isDef(oldVnode.nodeType) if (!isRealElement && sameVnode(oldVnode, vnode)) { // patch existing root node /*是同一个节点的时候直接修改现有的节点*/ patchVnode(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, null, null, removeOnly) } else { if (isRealElement) { // mounting to a real element // check if this is server-rendered content and if we can perform // a successful hydration. if (oldVnode.nodeType === 1 && oldVnode.hasAttribute(SSR_ATTR)) { /*当旧的VNode是服务端渲染的元素,hydrating记为true*/ oldVnode.removeAttribute(SSR_ATTR) hydrating = true } if (isTrue(hydrating)) { /*需要合并到真实Dom上*/ if (hydrate(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue)) { /*调用insert钩子*/ invokeInsertHook(vnode, insertedVnodeQueue, true) return oldVnode } else if (process.env.NODE_ENV !== 'production') { warn( 'The client-side rendered virtual DOM tree is not matching ' + 'server-rendered content. This is likely caused by incorrect ' + 'HTML markup, for example nesting block-level elements inside ' + '<p>, or missing <tbody>. Bailing hydration and performing ' + 'full client-side render.' ) } } // either not server-rendered, or hydration failed. // create an empty node and replace it /*如果不是服务端渲染或者合并到真实Dom失败,则创建一个空的VNode节点替换它*/ oldVnode = emptyNodeAt(oldVnode) } // replacing existing element /*取代现有元素*/ const oldElm = oldVnode.elm const parentElm = nodeOps.parentNode(oldElm) // create new node createElm( vnode, insertedVnodeQueue, // extremely rare edge case: do not insert if old element is in a // leaving transition. Only happens when combining transition + // keep-alive + HOCs. (#4590) oldElm._leaveCb ? null : parentElm, nodeOps.nextSibling(oldElm) ) // update parent placeholder node element, recursively if (isDef(vnode.parent)) { /*组件根节点被替换,遍历更新父节点element*/ let ancestor = vnode.parent const patchable = isPatchable(vnode) while (ancestor) { for (let i = 0; i < cbs.destroy.length; ++i) { cbs.destroy[i](ancestor) } ancestor.elm = vnode.elm if (patchable) { /*调用create回调*/ for (let i = 0; i < cbs.create.length; ++i) { cbs.create[i](emptyNode, ancestor) } // #6513 // invoke insert hooks that may have been merged by create hooks. // e.g. for directives that uses the "inserted" hook. const insert = ancestor.data.hook.insert if (insert.merged) { // start at index 1 to avoid re-invoking component mounted hook for (let i = 1; i < insert.fns.length; i++) { insert.fns[i]() } } } else { registerRef(ancestor) } ancestor = ancestor.parent } } // destroy old node if (isDef(parentElm)) { /*移除老节点*/ removeVnodes([oldVnode], 0, 0) } else if (isDef(oldVnode.tag)) { /*调用destroy钩子*/ invokeDestroyHook(oldVnode) } } } /*调用insert钩子*/ invokeInsertHook(vnode, insertedVnodeQueue, isInitialPatch) return vnode.elm }
Vue 的 diff 算法是将同层的节点进行比较,所以它的时间复杂度只有 O(n),它的算法非常的高效。 从代码中我们也能看出,patch 中会用 sameVnode 判断老节点和新节点是否是同一个节点,如果是的话才会进行进一步的 patchVnode,否则就会创建新的 DOM,移除旧的 DOM。
sameVnode
下面我们再来看看 sameVnode 中是如何来判定两个节点是同一个节点的。
/* 判断两个VNode节点是否是同一个节点,需要满足以下条件 key相同 tag(当前节点的标签名)相同 isComment(是否为注释节点)相同 是否data(当前节点对应的对象,包含了具体的一些数据信息,是一个VNodeData类型,可以参考VNodeData类型中的数据信息)都有定义 当标签是<input>的时候,type必须相同 */ function sameVnode (a, b) { return ( a.key === b.key && ( ( a.tag === b.tag && a.isComment === b.isComment && isDef(a.data) === isDef(b.data) && sameInputType(a, b) ) || ( isTrue(a.isAsyncPlaceholder) && a.asyncFactory === b.asyncFactory && isUndef(b.asyncFactory.error) ) ) ) } // Some browsers do not support dynamically changing type for <input> // so they need to be treated as different nodes /* 判断当标签是<input>的时候,type是否相同 某些浏览器不支持动态修改<input>类型,所以他们被视为不同类型 */ function sameInputType (a, b) { if (a.tag !== 'input') return true let i const typeA = isDef(i = a.data) && isDef(i = i.attrs) && i.type const typeB = isDef(i = b.data) && isDef(i = i.attrs) && i.type return typeA === typeB || isTextInputType(typeA) && isTextInputType(typeB) }
sameVnode 通过比较两个节点的 key、tag、注释节点、数据信息是否相等来判断两个 Node 节点是否是相同节点,对 input 标签做了一个单独的判断,为了兼容不同浏览器。
patchVnode
// diff算法 比较节点 function patchVnode ( oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, ownerArray, index, removeOnly ) { /*两个VNode节点相同则直接返回*/ if (oldVnode === vnode) { return } if (isDef(vnode.elm) && isDef(ownerArray)) { // clone reused vnode vnode = ownerArray[index] = cloneVNode(vnode) } const elm = vnode.elm = oldVnode.elm if (isTrue(oldVnode.isAsyncPlaceholder)) { if (isDef(vnode.asyncFactory.resolved)) { hydrate(oldVnode.elm, vnode, insertedVnodeQueue) } else { vnode.isAsyncPlaceholder = true } return } // reuse element for static trees. // note we only do this if the vnode is cloned - // if the new node is not cloned it means the render functions have been // reset by the hot-reload-api and we need to do a proper re-render. /* 如果新旧VNode都是静态的,同时它们的key相同(代表同一节点), 并且新的VNode是clone或者是标记了once(标记v-once属性,只渲染一次), 那么只需要替换elm以及componentInstance即可。 */ if (isTrue(vnode.isStatic) && isTrue(oldVnode.isStatic) && vnode.key === oldVnode.key && (isTrue(vnode.isCloned) || isTrue(vnode.isOnce)) ) { vnode.componentInstance = oldVnode.componentInstance return } // 执行一些组件钩子 /*如果存在data.hook.prepatch则要先执⾏*/ let i const data = vnode.data if (isDef(data) && isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.prepatch)) { /*i = data.hook.prepatch,如果存在的话,见"./create-component componentVNodeHooks"。*/ i(oldVnode, vnode) } // 查找新旧节点是否存在孩子 const oldCh = oldVnode.children const ch = vnode.children // 属性更新 if (isDef(data) && isPatchable(vnode)) { // cbs中关于属性更新的数组拿出来[attrFn, classFn, ...] /*调用update回调以及update钩子*/ for (i = 0; i < cbs.update.length; ++i) cbs.update[i](oldVnode, vnode) if (isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.update)) i(oldVnode, vnode) } // 判断是否元素 if (isUndef(vnode.text)) { /*如果这个VNode节点没有text文本时*/ // 双方都有孩子 if (isDef(oldCh) && isDef(ch)) { /*新老节点均有children子节点,则对子节点进行diff操作,调用updateChildren*/ if (oldCh !== ch) updateChildren(elm, oldCh, ch, insertedVnodeQueue, removeOnly) } else if (isDef(ch)) { /*如果老节点没有子节点而新节点存在子节点,先清空elm的文本内容,然后为当前节点加入子节点*/ if (process.env.NODE_ENV !== 'production') { checkDuplicateKeys(ch) } if (isDef(oldVnode.text)) nodeOps.setTextContent(elm, '') addVnodes(elm, null, ch, 0, ch.length - 1, insertedVnodeQueue) } else if (isDef(oldCh)) { /*当新节点没有子节点而老节点有子节点的时候,则移除所有ele的子节点*/ removeVnodes(oldCh, 0, oldCh.length - 1) } else if (isDef(oldVnode.text)) { /*当新老节点都无子节点的时候,只是文本的替换,因为这个逻辑中新节点text不存在,所以直接去除ele的文本*/ nodeOps.setTextContent(elm, '') } } else if (oldVnode.text !== vnode.text) { /*当新老节点text不一样时,直接替换这段文本*/ nodeOps.setTextContent(elm, vnode.text) } /*调用postpatch钩子*/ if (isDef(data)) { if (isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.postpatch)) i(oldVnode, vnode) } }
patchVnode 的过程是这样的:
- 如果 oldVnode 和 Vnode 是同一个对象,那么久直接返回,不需要再更新
- 如果新旧VNode都是静态的,同时它们的key相同(代表同一节点),并且新的VNode是clone或者是标记了once(标记v-once属性,只渲染一次),那么只需要替换elm以及componentInstance即可。
- 如果vnode.text不是文本节点,新老节点均有children子节点,且新老节点的子节点不相同的时候,则对子节点进行diff操作,调用updateChildren,这个updateChildren也是diff的核心。
- 如果老节点没有子节点而新节点存在子节点,先清空老节点DOM的文本内容,然后为当前DOM节点加入子节点
- 当新节点没有子节点而老节点有子节点的时候,则移除该DOM节点的所有子节点。
- 当新老节点都无子节点的时候,只是文本的替换。
updateChildren
我们页面的dom是一个树状结构,上面所讲的patchVnode方法,是复用同一个dom元素,而如果新旧两个VNnode对象都有子元素,我们应该怎么去比较复用元素呢?这就是我们updateChildren方法所要做的事儿
/* diff核心方法,比较优化 */ function updateChildren (parentElm, oldCh, newCh, insertedVnodeQueue, removeOnly) { 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, vnodeToMove, refElm // removeOnly is a special flag used only by <transition-group> // to ensure removed elements stay in correct relative positions // during leaving transitions const canMove = !removeOnly if (process.env.NODE_ENV !== 'production') { checkDuplicateKeys(newCh) } while (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) { if (isUndef(oldStartVnode)) { /*向右靠拢*/ oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx] // Vnode has been moved left } else if (isUndef(oldEndVnode)) { /*向左靠拢*/ oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx] } else if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) { /*前四种情况其实是指定key的时候,判定为同一个VNode,则直接patchVnode即可,分别比较oldCh以及newCh的两头节点2*2=4种情况*/ patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx) oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx] newStartVnode = newCh[++newStartIdx] } else if (sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) { patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newEndIdx) oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx] newEndVnode = newCh[--newEndIdx] } else if (sameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) { // Vnode moved right patchVnode(oldStartVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newEndIdx) canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldStartVnode.elm, nodeOps.nextSibling(oldEndVnode.elm)) oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx] newEndVnode = newCh[--newEndIdx] } else if (sameVnode(oldEndVnode, newStartVnode)) { // Vnode moved left patchVnode(oldEndVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx) canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldEndVnode.elm, oldStartVnode.elm) oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx] newStartVnode = newCh[++newStartIdx] } else { /* 生成一个key与旧VNode的key对应的哈希表(只有第一次进来undefined的时候会生成,也为后面检测重复的key值做铺垫) 比如childre是这样的 [{xx: xx, key: 'key0'}, {xx: xx, key: 'key1'}, {xx: xx, key: 'key2'}] beginIdx = 0 endIdx = 2 结果生成{key0: 0, key1: 1, key2: 2} */ if (isUndef(oldKeyToIdx)) oldKeyToIdx = createKeyToOldIdx(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx) /*如果newStartVnode新的VNode节点存在key并且这个key在oldVnode中能找到则返回这个节点的idxInOld(即第几个节点,下标)*/ idxInOld = isDef(newStartVnode.key) ? oldKeyToIdx[newStartVnode.key] : findIdxInOld(newStartVnode, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx) if (isUndef(idxInOld)) { // New element /*newStartVnode没有key或者是该key没有在老节点中找到则创建一个新的节点*/ createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx) } else { /*获取同key的老节点*/ vnodeToMove = oldCh[idxInOld] if (sameVnode(vnodeToMove, newStartVnode)) { /*如果新VNode与得到的有相同key的节点是同一个VNode则进行patchVnode*/ patchVnode(vnodeToMove, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx) /*因为已经patchVnode进去了,所以将这个老节点赋值undefined,之后如果还有新节点与该节点key相同可以检测出来提示已有重复的key*/ oldCh[idxInOld] = undefined /*当有标识位canMove实可以直接插入oldStartVnode对应的真实Dom节点前面*/ canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, vnodeToMove.elm, oldStartVnode.elm) } else { // same key but different element. treat as new element /*当新的VNode与找到的同样key的VNode不是sameVNode的时候(比如说tag不一样或者是有不一样type的input标签),创建一个新的节点*/ createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx) } } newStartVnode = newCh[++newStartIdx] } } if (oldStartIdx > oldEndIdx) { /*全部比较完成以后,发现oldStartIdx > oldEndIdx的话,说明老节点已经遍历完了,新节点比老节点多,所以这时候多出来的新节点需要一个一个创建出来加入到真实Dom中*/ refElm = isUndef(newCh[newEndIdx + 1]) ? null : newCh[newEndIdx + 1].elm addVnodes(parentElm, refElm, newCh, newStartIdx, newEndIdx, insertedVnodeQueue) } else if (newStartIdx > newEndIdx) { /*如果全部比较完成以后发现newStartIdx > newEndIdx,则说明新节点已经遍历完了,老节点多余新节点,这个时候需要将多余的老节点从真实Dom中移除*/ removeVnodes(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx) } }
下面是复制其他博主的文章,觉得写的挺好的 原文地址 :github.com/liutao/vue2…
乍一看这一块代码,可能有点儿懵。具体内容其实不复杂,我们先大体看一下整个判断流程,之后通过几个例子来详细过一下。
oldStartIdx、newStartIdx、oldEndIdx、newEndIdx都是指针,具体每一个指什么,相信大家都很明了,我们整个比较的过程,会不断的移动指针。
oldStartVnode、newStartVnode、oldEndVnode、newEndVnode与上面的指针一一对应,是它们所指向的VNode结点。
while循环在oldCh或newCh遍历结束后停止,否则会不断的执行循环流程。整个流程分为以下几种情况:
1、 如果oldStartVnode未定义,则oldCh数组遍历的起始指针后移一位。
if (isUndef(oldStartVnode)) { oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx] // Vnode has been moved left }
注:见第七种情况,key值相同可能会置为undefined
2、 如果oldEndVnode未定义,则oldCh数组遍历的起始指针前移一位。
else if (isUndef(oldEndVnode)) { oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx] }
注:见第七种情况,key值相同可能会置为undefined
3、sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode),这里判断两个数组起始指针所指向的对象是否可以复用。如果返回真,则先调用patchVnode方法复用dom元素并递归比较子元素,然后oldCh和newCh的起始指针分别后移一位。
else if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) { patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue) oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx] newStartVnode = newCh[++newStartIdx] }
4、sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode),这里判断两个数组结束指针所指向的对象是否可以复用。如果返回真,则先调用patchVnode方法复用dom元素并递归比较子元素,然后oldCh和newCh的结束指针分别前移一位。
else if (sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) { patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue) oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx] newEndVnode = newCh[--newEndIdx] }
5、sameVnode(oldStartVnode, newEndVnode),这里判断oldCh起始指针指向的对象和newCh结束指针所指向的对象是否可以复用。如果返回真,则先调用patchVnode方法复用dom元素并递归比较子元素,因为复用的元素在newCh中是结束指针所指的元素,所以把它插入到oldEndVnode.elm的前面。最后oldCh的起始指针后移一位,newCh的起始指针分别前移一位。
else if (sameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) { // Vnode moved right patchVnode(oldStartVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue) canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldStartVnode.elm, nodeOps.nextSibling(oldEndVnode.elm)) oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx] newEndVnode = newCh[--newEndIdx] }
6、sameVnode(oldEndVnode, newStartVnode),这里判断oldCh结束指针指向的对象和newCh起始指针所指向的对象是否可以复用。如果返回真,则先调用patchVnode方法复用dom元素并递归比较子元素,因为复用的元素在newCh中是起始指针所指的元素,所以把它插入到oldStartVnode.elm的前面。最后oldCh的结束指针前移一位,newCh的起始指针分别后移一位。
else if (sameVnode(oldEndVnode, newStartVnode)) { // Vnode moved left patchVnode(oldEndVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue) canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldEndVnode.elm, oldStartVnode.elm) oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx] newStartVnode = newCh[++newStartIdx] }
7、如果上述六种情况都不满足,则走到这里。前面的比较都是头尾组合的比较,这里的情况,稍微更加复杂一些,其实主要就是根据key值来复用元素。
① 遍历oldCh数组,找出其中有key的对象,并以key为键,索引值为value,生成新的对象oldKeyToIdx。
if (isUndef(oldKeyToIdx)) oldKeyToIdx = createKeyToOldIdx(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx) function createKeyToOldIdx (children, beginIdx, endIdx) { let i, key const map = {} for (i = beginIdx; i <= endIdx; ++i) { key = children[i].key if (isDef(key)) map[key] = i } return map }
② 查询newStartVnode是否有key值,并查找oldKeyToIdx是否有相同的key。
idxInOld = isDef(newStartVnode.key) ? oldKeyToIdx[newStartVnode.key] : null
③ 如果newStartVnode没有key或oldKeyToIdx没有相同的key,则调用createElm方法创建新元素,newCh的起始索引后移一位。
if (isUndef(idxInOld)) { // New element createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm) newStartVnode = newCh[++newStartIdx] }
④ elmToMove保存的是要移动的元素,如果sameVnode(elmToMove, newStartVnode)返回真,说明可以复用,这时先调用patchVnode方法复用dom元素并递归比较子元素,重置oldCh中相对于的元素为undefined,然后把当前元素插入到oldStartVnode.elm前面,newCh的起始索引后移一位。如果sameVnode(elmToMove, newStartVnode)返回假,例如tag名不同,则调用createElm方法创建新元素,newCh的起始索引后移一位。
elmToMove = oldCh[idxInOld] if (sameVnode(elmToMove, newStartVnode)) { patchVnode(elmToMove, newStartVnode, insertedVnodeQueue) oldCh[idxInOld] = undefined canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, newStartVnode.elm, oldStartVnode.elm) newStartVnode = newCh[++newStartIdx] } else { // same key but different element. treat as new element createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm) newStartVnode = newCh[++newStartIdx] }
以上就是vue diff算法的使用的详细内容,更多关于vue diff算法的资料请关注我们其它相关文章!