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目錄

• 前言
• virtual dom
• 分析diff
• 總結(jié)

前言

vue2.0加入了virtual dom，有向react靠攏的意思。vue的diff位于patch.js文件中膛锭，我的一個小框架aoy也同樣使用此算法，該算法來源于snabbdom卖哎，復(fù)雜度為O(n)筐骇。
了解diff過程可以讓我們更高效的使用框架。
本文力求以圖文并茂的方式來講明這個diff的過程扩劝。

virtual dom

如果不了解virtual dom庸论，要理解diff的過程是比較困難的。虛擬dom對應(yīng)的是真實dom棒呛， 使用document.CreateElement 和 document.CreateTextNode創(chuàng)建的就是真實節(jié)點聂示。

我們可以做個試驗。打印出一個空元素的第一層屬性簇秒，可以看到標(biāo)準(zhǔn)讓元素實現(xiàn)的東西太多了鱼喉。如果每次都重新生成新的元素，對性能是巨大的浪費趋观。

var mydiv = document.createElement('div');
for(var k in mydiv ){
  console.log(k)
}

virtual dom就是解決這個問題的一個思路扛禽，到底什么是virtual dom呢？通俗易懂的來說就是用一個簡單的對象去代替復(fù)雜的dom對象拆内。
舉個簡單的例子旋圆，我們在body里插入一個class為a的div。

var mydiv = document.createElement('div');
mydiv.className = 'a';
document.body.appendChild(mydiv);

對于這個div我們可以用一個簡單的對象mydivVirtual代表它麸恍，它存儲了對應(yīng)dom的一些重要參數(shù)灵巧，在改變dom之前，會先比較相應(yīng)虛擬dom的數(shù)據(jù)抹沪，如果需要改變刻肄，才會將改變應(yīng)用到真實dom上。

//偽代碼
var mydivVirtual = { 
  tagName: 'DIV',
  className: 'a'
};
var newmydivVirtual = {
   tagName: 'DIV',
   className: 'b'
}
if(mydivVirtual.tagName !== newmydivVirtual.tagName || mydivVirtual.className  !== newmydivVirtual.className){
   change(mydiv)
}

// 會執(zhí)行相應(yīng)的修改 mydiv.className = 'b';
//最后  <div class='b'></div>

讀到這里就會產(chǎn)生一個疑問融欧，為什么不直接修改dom而需要加一層virtual dom呢敏弃？

很多時候手工優(yōu)化dom確實會比virtual dom效率高，對于比較簡單的dom結(jié)構(gòu)用手工優(yōu)化沒有問題噪馏，但當(dāng)頁面結(jié)構(gòu)很龐大麦到，結(jié)構(gòu)很復(fù)雜時绿饵，手工優(yōu)化會花去大量時間，而且可維護(hù)性也不高瓶颠，不能保證每個人都有手工優(yōu)化的能力拟赊。至此，virtual dom的解決方案應(yīng)運而生粹淋，virtual dom很多時候都不是最優(yōu)的操作吸祟，但它具有普適性，在效率桃移、可維護(hù)性之間達(dá)平衡屋匕。

virtual dom 另一個重大意義就是提供一個中間層，js去寫ui借杰，ios安卓之類的負(fù)責(zé)渲染过吻，就像reactNative一樣。

分析diff

一篇相當(dāng)經(jīng)典的文章React’s diff algorithm中的圖蔗衡，react的diff其實和vue的diff大同小異疮装。所以這張圖能很好的解釋過程。比較只會在同層級進(jìn)行, 不會跨層級比較粘都。

舉個形象的例子廓推。

<!-- 之前 -->
<div>           <!-- 層級1 -->
  <p>            <!-- 層級2 -->
    <b> aoy </b>   <!-- 層級3 -->   
    <span>diff</Span>
  </P> 
</div>

<!-- 之后 -->
<div>            <!-- 層級1 -->
  <p>             <!-- 層級2 -->
      <b> aoy </b>        <!-- 層級3 -->
  </p>
  <span>diff</Span>
</div>

我們可能期望將<span>直接移動到<p>的后邊，這是最優(yōu)的操作翩隧。但是實際的diff操作是移除<p>里的<span>在創(chuàng)建一個新的<span>插到<p>的后邊樊展。
因為新加的<span>在層級2，舊的在層級3堆生，屬于不同層級的比較专缠。

源碼分析

文中的代碼位于aoy-diff中，已經(jīng)精簡了很多代碼淑仆，留下最核心的部分涝婉。

diff的過程就是調(diào)用patch函數(shù)，就像打補丁一樣修改真實dom蔗怠。

function patch (oldVnode, vnode) {
    if (sameVnode(oldVnode, vnode)) {
        patchVnode(oldVnode, vnode)
    } else {
        const oEl = oldVnode.el
        let parentEle = api.parentNode(oEl)
        createEle(vnode)
        if (parentEle !== null) {
            api.insertBefore(parentEle, vnode.el, api.nextSibling(oEl))
            api.removeChild(parentEle, oldVnode.el)
            oldVnode = null
        }
    }
    return vnode
}

patch函數(shù)有兩個參數(shù)墩弯，vnode和oldVnode，也就是新舊兩個虛擬節(jié)點寞射。在這之前渔工，我們先了解完整的vnode都有什么屬性，舉個一個簡單的例子:

// body下的 <div id="v" class="classA"><div> 對應(yīng)的 oldVnode 就是

{
  el:  div  //對真實的節(jié)點的引用桥温，本例中就是document.querySelector('#id.classA')
  tagName: 'DIV',   //節(jié)點的標(biāo)簽
  sel: 'div#v.classA'  //節(jié)點的選擇器
  data: null,       // 一個存儲節(jié)點屬性的對象引矩，對應(yīng)節(jié)點的el[prop]屬性，例如onclick , style
  children: [], //存儲子節(jié)點的數(shù)組，每個子節(jié)點也是vnode結(jié)構(gòu)
  text: null,    //如果是文本節(jié)點旺韭，對應(yīng)文本節(jié)點的textContent氛谜，否則為null
}

需要注意的是，el屬性引用的是此 virtual dom對應(yīng)的真實dom区端，patch的vnode參數(shù)的el最初是null混蔼，因為patch之前它還沒有對應(yīng)的真實dom。

來到patch的第一部分珊燎，

if (sameVnode(oldVnode, vnode)) {
    patchVnode(oldVnode, vnode)
} 

sameVnode函數(shù)就是看這兩個節(jié)點是否值得比較，代碼相當(dāng)簡單：

function sameVnode(oldVnode, vnode){
    return vnode.key === oldVnode.key && vnode.sel === oldVnode.sel
}

兩個vnode的key和sel相同才去比較它們遵湖，比如p和span悔政，div.classA和div.classB都被認(rèn)為是不同結(jié)構(gòu)而不去比較它們。

如果值得比較會執(zhí)行patchVnode(oldVnode, vnode)延旧，稍后會詳細(xì)講patchVnode函數(shù)谋国。

當(dāng)節(jié)點不值得比較，進(jìn)入else中

else {
        const oEl = oldVnode.el
        let parentEle = api.parentNode(oEl)
        createEle(vnode)
        if (parentEle !== null) {
            api.insertBefore(parentEle, vnode.el, api.nextSibling(oEl))
            api.removeChild(parentEle, oldVnode.el)
            oldVnode = null
        }
    }

過程如下：

• 取得oldvnode.el的父節(jié)點迁沫，parentEle是真實dom
• createEle(vnode)會為vnode創(chuàng)建它的真實dom芦瘾，令vnode.el =真實dom
• parentEle將新的dom插入，移除舊的dom
  當(dāng)不值得比較時集畅，新節(jié)點直接把老節(jié)點整個替換了

最后

return vnode

patch最后會返回vnode近弟，vnode和進(jìn)入patch之前的不同在哪？
沒錯挺智，就是vnode.el祷愉，唯一的改變就是之前vnode.el = null, 而現(xiàn)在它引用的是對應(yīng)的真實dom。

var oldVnode = patch (oldVnode, vnode)

至此完成一個patch過程赦颇。

patchVnode

兩個節(jié)點值得比較時二鳄，會調(diào)用patchVnode函數(shù)

patchVnode (oldVnode, vnode) {
    const el = vnode.el = oldVnode.el
    let i, oldCh = oldVnode.children, ch = vnode.children
    if (oldVnode === vnode) return
    if (oldVnode.text !== null && vnode.text !== null && oldVnode.text !== vnode.text) {
        api.setTextContent(el, vnode.text)
    }else {
        updateEle(el, vnode, oldVnode)
        if (oldCh && ch && oldCh !== ch) {
            updateChildren(el, oldCh, ch)
        }else if (ch){
            createEle(vnode) //create el's children dom
        }else if (oldCh){
            api.removeChildren(el)
        }
    }
}

const el = vnode.el = oldVnode.el 這是很重要的一步，讓vnode.el引用到現(xiàn)在的真實dom媒怯，當(dāng)el修改時订讼，vnode.el會同步變化。

節(jié)點的比較有5種情況

1. if (oldVnode === vnode)扇苞，他們的引用一致欺殿，可以認(rèn)為沒有變化。

2. if(oldVnode.text !== null && vnode.text !== null && oldVnode.text !== vnode.text)鳖敷，文本節(jié)點的比較祈餐，需要修改，則會調(diào)用Node.textContent = vnode.text哄陶。

3. if( oldCh && ch && oldCh !== ch ), 兩個節(jié)點都有子節(jié)點帆阳，而且它們不一樣，這樣我們會調(diào)用updateChildren函數(shù)比較子節(jié)點，這是diff的核心蜒谤，后邊會講到山宾。

4. else if (ch)，只有新的節(jié)點有子節(jié)點鳍徽，調(diào)用createEle(vnode)资锰，vnode.el已經(jīng)引用了老的dom節(jié)點，createEle函數(shù)會在老dom節(jié)點上添加子節(jié)點阶祭。

5. else if (oldCh)绷杜，新節(jié)點沒有子節(jié)點，老節(jié)點有子節(jié)點濒募，直接刪除老節(jié)點鞭盟。

updateChildren

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) {   //對于vnode.key的比較，會把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時的比較
                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)
        }
}

代碼很密集瑰剃，為了形象的描述這個過程齿诉，可以看看這張圖。

<div align=“center”>

</div>

過程可以概括為：oldCh和newCh各有兩個頭尾的變量StartIdx和EndIdx晌姚，它們的2個變量相互比較粤剧，一共有4種比較方式。如果4種比較都沒匹配挥唠，如果設(shè)置了key抵恋，就會用key進(jìn)行比較，在比較的過程中宝磨，變量會往中間靠馋记，一旦StartIdx>EndIdx表明oldCh和newCh至少有一個已經(jīng)遍歷完了，就會結(jié)束比較懊烤。

具體的diff分析

設(shè)置key和不設(shè)置key的區(qū)別：
不設(shè)key梯醒，newCh和oldCh只會進(jìn)行頭尾兩端的相互比較，設(shè)key后腌紧，除了頭尾兩端的比較外茸习，還會從用key生成的對象oldKeyToIdx中查找匹配的節(jié)點，所以為節(jié)點設(shè)置key可以更高效的利用dom壁肋。

diff的遍歷過程中号胚，只要是對dom進(jìn)行的操作都調(diào)用api.insertBefore，api.insertBefore只是原生insertBefore的簡單封裝浸遗。
比較分為兩種猫胁，一種是有vnode.key的，一種是沒有的跛锌。但這兩種比較對真實dom的操作是一致的弃秆。

對于與sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)和sameVnode(oldEndVnode,newEndVnode)為true的情況，不需要對dom進(jìn)行移動。

總結(jié)遍歷過程菠赚，有3種dom操作：

1. 當(dāng)oldStartVnode脑豹，newEndVnode值得比較，說明oldStartVnode.el跑到oldEndVnode.el的后邊了衡查。

圖中假設(shè)startIdx遍歷到1瘩欺。

2. 當(dāng)oldEndVnode，newStartVnode值得比較拌牲，說明 oldEndVnode.el跑到了newStartVnode.el的前邊俱饿。

3. newCh中的節(jié)點oldCh里沒有， 將新節(jié)點插入到oldStartVnode.el的前邊塌忽。

在結(jié)束時拍埠，分為兩種情況：

1. oldStartIdx > oldEndIdx，可以認(rèn)為oldCh先遍歷完砚婆。當(dāng)然也有可能newCh此時也正好完成了遍歷，統(tǒng)一都?xì)w為此類突勇。此時newStartIdx和newEndIdx之間的vnode是新增的装盯，調(diào)用addVnodes，把他們?nèi)坎暹M(jìn)before的后邊甲馋，before很多時候是為null的埂奈。addVnodes調(diào)用的是insertBefore操作dom節(jié)點，我們看看insertBefore的文檔：parentElement.insertBefore(newElement, referenceElement)
   如果referenceElement為null則newElement將被插入到子節(jié)點的末尾定躏。如果newElement已經(jīng)在DOM樹中账磺，newElement首先會從DOM樹中移除。所以before為null痊远，newElement將被插入到子節(jié)點的末尾垮抗。

2. newStartIdx > newEndIdx，可以認(rèn)為newCh先遍歷完碧聪。此時oldStartIdx和oldEndIdx之間的vnode在新的子節(jié)點里已經(jīng)不存在了冒版，調(diào)用removeVnodes將它們從dom里刪除。

下面舉個例子逞姿，畫出diff完整的過程辞嗡，每一步dom的變化都用不同顏色的線標(biāo)出。

1. a,b,c,d,e假設(shè)是4個不同的元素滞造，我們沒有設(shè)置key時续室，b沒有復(fù)用，而是直接創(chuàng)建新的谒养，刪除舊的挺狰。

2. 當(dāng)我們給4個元素加上唯一key時，b得到了的復(fù)用。

這個例子如果我們使用手工優(yōu)化她渴，只需要3步就可以達(dá)到达址。

總結(jié)

• 盡量不要跨層級的修改dom
• 設(shè)置key可以最大化的利用節(jié)點
• 不要盲目相信diff的效率，在必要時可以手工優(yōu)化