目錄

• 前言
• virtual dom
• 分析diff
• 總結(jié)

前言

vue2.0加入了virtual dom载萌，有向react靠攏的意思。vue的diff位于patch.js文件中奈揍，一個(gè)小框架aoy也同樣使用此算法拥褂，該算法來源于snabbdom，復(fù)雜度為O(n)争占。
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(gè)diff的過程序目。

virtual dom

如果不了解virtual dom，要理解diff的過程是比較困難的伯襟。虛擬dom對應(yīng)的是真實(shí)dom猿涨， 使用document.CreateElement 和 document.CreateTextNode創(chuàng)建的就是真實(shí)節(jié)點(diǎn)。

我們可以做個(gè)試驗(yàn)姆怪。打印出一個(gè)空元素的第一層屬性叛赚，可以看到標(biāo)準(zhǔn)讓元素實(shí)現(xiàn)的東西太多了。如果每次都重新生成新的元素稽揭，對性能是巨大的浪費(fèi)俺附。

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

virtual dom就是解決這個(gè)問題的一個(gè)思路，到底什么是virtual dom呢溪掀？通俗易懂的來說就是用一個(gè)簡單的對象去代替復(fù)雜的dom對象事镣。
舉個(gè)簡單的例子，我們在body里插入一個(gè)class為a的div揪胃。

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

對于這個(gè)div我們可以用一個(gè)簡單的對象mydivVirtual代表它璃哟，它存儲(chǔ)了對應(yīng)dom的一些重要參數(shù)氛琢，在改變dom之前，會(huì)先比較相應(yīng)虛擬dom的數(shù)據(jù)随闪，如果需要改變阳似，才會(huì)將改變應(yīng)用到真實(shí)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(huì)執(zhí)行相應(yīng)的修改 mydiv.className = 'b';
//最后  <div class='b'></div>

讀到這里就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)疑問铐伴，為什么不直接修改dom而需要加一層virtual dom呢撮奏？

很多時(shí)候手工優(yōu)化dom確實(shí)會(huì)比virtual dom效率高，對于比較簡單的dom結(jié)構(gòu)用手工優(yōu)化沒有問題当宴，但當(dāng)頁面結(jié)構(gòu)很龐大畜吊，結(jié)構(gòu)很復(fù)雜時(shí)，手工優(yōu)化會(huì)花去大量時(shí)間即供，而且可維護(hù)性也不高定拟，不能保證每個(gè)人都有手工優(yōu)化的能力。至此逗嫡，virtual dom的解決方案應(yīng)運(yùn)而生青自，virtual dom很多時(shí)候都不是最優(yōu)的操作，但它具有普適性驱证，在效率延窜、可維護(hù)性之間達(dá)平衡曼尊。

virtual dom 另一個(gè)重大意義就是提供一個(gè)中間層粘招，js去寫ui，ios安卓之類的負(fù)責(zé)渲染怀喉，就像reactNative一樣伙单。

分析diff

一篇相當(dāng)經(jīng)典的文章React’s diff algorithm中的圖获高，react的diff其實(shí)和vue的diff大同小異。所以這張圖能很好的解釋過程吻育。比較只會(huì)在同層級進(jìn)行, 不會(huì)跨層級比較念秧。

舉個(gè)形象的例子。

<!-- 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(dòng)到<p>的后邊布疼，這是最優(yōu)的操作摊趾。但是實(shí)際的diff操作是移除<p>里的<span>在創(chuàng)建一個(gè)新的<span>插到<p>的后邊。
因?yàn)樾录拥?code><span>在層級2游两，舊的在層級3砾层，屬于不同層級的比較。

源碼分析

文中的代碼位于aoy-diff中贱案，已經(jīng)精簡了很多代碼肛炮，留下最核心的部分。

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

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(gè)參數(shù)祟印，vnode和oldVnode，也就是新舊兩個(gè)虛擬節(jié)點(diǎn)粟害。在這之前蕴忆，我們先了解完整的vnode都有什么屬性，舉個(gè)一個(gè)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(shí)的節(jié)點(diǎn)的引用悲幅，本例中就是document.querySelector('#id.classA')
  tagName: 'DIV',   //節(jié)點(diǎn)的標(biāo)簽
  sel: 'div#v.classA'  //節(jié)點(diǎn)的選擇器
  data: null,       // 一個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)屬性的對象套鹅，對應(yīng)節(jié)點(diǎn)的el[prop]屬性，例如onclick , style
  children: [], //存儲(chǔ)子節(jié)點(diǎn)的數(shù)組汰具，每個(gè)子節(jié)點(diǎn)也是vnode結(jié)構(gòu)
  text: null,    //如果是文本節(jié)點(diǎn)卓鹿，對應(yīng)文本節(jié)點(diǎn)的textContent，否則為null
}

需要注意的是留荔，el屬性引用的是此 virtual dom對應(yīng)的真實(shí)dom吟孙，patch的vnode參數(shù)的el最初是null，因?yàn)?code>patch之前它還沒有對應(yīng)的真實(shí)dom聚蝶。

來到patch的第一部分杰妓，

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

sameVnode函數(shù)就是看這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)是否值得比較，代碼相當(dāng)簡單：

function sameVnode (a, b) {
  return (
    a.key === b.key &&  // key值
    a.tagName === b.tagName &&  // 標(biāo)簽名
    a.isComment === b.isComment &&  // 是否為注釋節(jié)點(diǎn)
    // 是否都定義了data碘勉，data包含一些具體信息巷挥，例如onclick , style
    isDef(a.data) === isDef(b.data) &&  
    sameInputType(a, b) // 當(dāng)標(biāo)簽是<input>的時(shí)候，type必須相同
  )
}

兩個(gè)vnode的key和sel相同才去比較它們验靡，比如p和span倍宾，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(huì)執(zhí)行patchVnode(oldVnode, vnode)胜嗓，稍后會(huì)詳細(xì)講patchVnode函數(shù)高职。

當(dāng)節(jié)點(diǎn)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(diǎn)辞州，parentEle是真實(shí)dom

• createEle(vnode)會(huì)為vnode創(chuàng)建它的真實(shí)dom初厚，令vnode.el =真實(shí)dom

• parentEle將新的dom插入，移除舊的dom

當(dāng)不值得比較時(shí)孙技，新節(jié)點(diǎn)直接把老節(jié)點(diǎn)整個(gè)替換了

最后

return vnode

patch最后會(huì)返回vnode，vnode和進(jìn)入patch之前的不同在哪排作？
沒錯(cuò)牵啦，就是vnode.el，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(shí)dom妄痪。

var oldVnode = patch (oldVnode, vnode)

至此完成一個(gè)patch過程哈雏。

patchVnode

兩個(gè)節(jié)點(diǎn)值得比較時(shí)，會(huì)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(shí)dom裳瘪，當(dāng)el修改時(shí)土浸，vnode.el會(huì)同步變化。

節(jié)點(diǎn)的比較有5種情況:

1. if (oldVnode === vnode)彭羹，他們的引用一致黄伊，可以認(rèn)為沒有變化。

2. if(oldVnode.text !== null && vnode.text !== null && oldVnode.text !== vnode.text)派殷，文本節(jié)點(diǎn)的比較还最，需要修改，則會(huì)調(diào)用Node.textContent = vnode.text毡惜。

3. if( oldCh && ch && oldCh !== ch ), 兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都有子節(jié)點(diǎn)拓轻，而且它們不一樣，這樣我們會(huì)調(diào)用updateChildren函數(shù)比較子節(jié)點(diǎn)经伙，這是diff的核心扶叉，后邊會(huì)講到。

4. else if (ch)帕膜，只有新的節(jié)點(diǎn)有子節(jié)點(diǎn)枣氧，調(diào)用createEle(vnode)，vnode.el已經(jīng)引用了老的dom節(jié)點(diǎn)泳叠，createEle函數(shù)會(huì)在老dom節(jié)點(diǎn)上添加子節(jié)點(diǎn)作瞄。

5. else if (oldCh)，新節(jié)點(diǎn)沒有子節(jié)點(diǎn)危纫，老節(jié)點(diǎn)有子節(jié)點(diǎn)宗挥，直接刪除老節(jié)點(diǎn)。

updateChildren

  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, elmToMove, 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

    while (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) {
      if (isUndef(oldStartVnode)) {
        oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx] // Vnode has been moved left
      } else if (isUndef(oldEndVnode)) {
        oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
      } else if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) {
        /*前四種情況其實(shí)是指定key的時(shí)候种蝶，判定為同一個(gè)VNode契耿，則直接patchVnode即可，分別比較oldCh以及newCh的兩頭節(jié)點(diǎn)2*2=4種情況*/
        patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue)
        oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
        newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
      } else if (sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) {
        patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue)
        oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
        newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
      } 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]
      } 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]
      } else {
        /*
          生成一個(gè)key與舊VNode的key對應(yīng)的哈希表（只有第一次進(jìn)來undefined的時(shí)候會(huì)生成螃征，也為后面檢測重復(fù)的key值做鋪墊）
          比如childre是這樣的 [{xx: xx, key: 'key0'}, {xx: xx, key: 'key1'}, {xx: xx, key: 'key2'}]  beginIdx = 0   endIdx = 2  
          結(jié)果生成{key0: 0, key1: 1, key2: 2}
        */
        if (isUndef(oldKeyToIdx)) oldKeyToIdx = createKeyToOldIdx(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
        /*如果newStartVnode新的VNode節(jié)點(diǎn)存在key并且這個(gè)key在oldVnode中能找到則返回這個(gè)節(jié)點(diǎn)的idxInOld（即第幾個(gè)節(jié)點(diǎn)搪桂，下標(biāo)）*/
        idxInOld = isDef(newStartVnode.key) ? oldKeyToIdx[newStartVnode.key] : null
        if (isUndef(idxInOld)) { // New element
          /*newStartVnode沒有key或者是該key沒有在老節(jié)點(diǎn)中找到則創(chuàng)建一個(gè)新的節(jié)點(diǎn)*/
          createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm)
          newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
        } else {
          /*獲取同key的老節(jié)點(diǎn)*/
          elmToMove = oldCh[idxInOld]
          /* istanbul ignore if */
          if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && !elmToMove) {
            /*如果elmToMove不存在說明之前已經(jīng)有新節(jié)點(diǎn)放入過這個(gè)key的DOM中，提示可能存在重復(fù)的key盯滚，確保v-for的時(shí)候item有唯一的key值*/
            warn(
              'It seems there are duplicate keys that is causing an update error. ' +
              'Make sure each v-for item has a unique key.'
            )
          }
          if (sameVnode(elmToMove, newStartVnode)) {
            /*Github:https://github.com/answershuto*/
            /*如果新VNode與得到的有相同key的節(jié)點(diǎn)是同一個(gè)VNode則進(jìn)行patchVnode*/
            patchVnode(elmToMove, newStartVnode, insertedVnodeQueue)
            /*因?yàn)橐呀?jīng)patchVnode進(jìn)去了踢械，所以將這個(gè)老節(jié)點(diǎn)賦值undefined，之后如果還有新節(jié)點(diǎn)與該節(jié)點(diǎn)key相同可以檢測出來提示已有重復(fù)的key*/
            oldCh[idxInOld] = undefined
            /*當(dāng)有標(biāo)識(shí)位canMove實(shí)可以直接插入oldStartVnode對應(yīng)的真實(shí)DOM節(jié)點(diǎn)前面*/
            canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, newStartVnode.elm, oldStartVnode.elm)
            newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
          } else {
            // same key but different element. treat as new element
            /*當(dāng)新的VNode與找到的同樣key的VNode不是sameVNode的時(shí)候（比如說tag不一樣或者是有不一樣type的input標(biāo)簽）魄藕，創(chuàng)建一個(gè)新的節(jié)點(diǎn)*/
            createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm)
            newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
          }
        }
      }
    }
    if (oldStartIdx > oldEndIdx) {
      /*全部比較完成以后内列，發(fā)現(xiàn)oldStartIdx > oldEndIdx的話，說明老節(jié)點(diǎn)已經(jīng)遍歷完了背率，新節(jié)點(diǎn)比老節(jié)點(diǎn)多话瞧，所以這時(shí)候多出來的新節(jié)點(diǎn)需要一個(gè)一個(gè)創(chuàng)建出來加入到真實(shí)DOM中*/
      refElm = isUndef(newCh[newEndIdx + 1]) ? null : newCh[newEndIdx + 1].elm
      addVnodes(parentElm, refElm, newCh, newStartIdx, newEndIdx, insertedVnodeQueue)
    } else if (newStartIdx > newEndIdx) {
      /*如果全部比較完成以后發(fā)現(xiàn)newStartIdx > newEndIdx嫩与，則說明新節(jié)點(diǎn)已經(jīng)遍歷完了，老節(jié)點(diǎn)多余新節(jié)點(diǎn)交排，這個(gè)時(shí)候需要將多余的老節(jié)點(diǎn)從真實(shí)DOM中移除*/
      removeVnodes(parentElm, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
    }
  }

代碼很密集划滋，為了形象的描述這個(gè)過程，可以看看這張圖埃篓。

過程可以概括為：oldCh和newCh各有兩個(gè)頭尾的變量StartIdx和EndIdx处坪，它們的2個(gè)變量相互比較，一共有4種比較方式都许。如果4種比較都沒匹配稻薇，如果設(shè)置了key，就會(huì)用key進(jìn)行比較胶征，在比較的過程中塞椎，變量會(huì)往中間靠，一旦StartIdx>EndIdx表明oldCh和newCh至少有一個(gè)已經(jīng)遍歷完了睛低，就會(huì)結(jié)束比較案狠。

具體的diff分析

設(shè)置key和不設(shè)置key的區(qū)別：

不設(shè)key，newCh和oldCh只會(huì)進(jìn)行頭尾兩端的相互比較钱雷，設(shè)key后骂铁，除了頭尾兩端的比較外，還會(huì)從用key生成的對象oldKeyToIdx中查找匹配的節(jié)點(diǎn)罩抗，所以為節(jié)點(diǎn)設(shè)置key可以更高效的利用dom拉庵。

diff的遍歷過程中，只要是對dom進(jìn)行的操作都調(diào)用api.insertBefore套蒂，api.insertBefore只是原生insertBefore的簡單封裝钞支。
比較分為兩種，一種是有vnode.key的操刀，一種是沒有的烁挟。但這兩種比較對真實(shí)dom的操作是一致的。

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

總結(jié)遍歷過程，有3種dom操作：

1. 當(dāng)oldStartVnode欢唾，newEndVnode值得比較且警，說明oldStartVnode.el跑到oldEndVnode.el的后邊了。

圖中假設(shè)startIdx遍歷到1礁遣。

2. 當(dāng)oldEndVnode振湾，newStartVnode值得比較，oldEndVnode.el跑到了oldStartVnode.el的前邊亡脸，準(zhǔn)確的說應(yīng)該是oldEndVnode.el需要移動(dòng)到oldStartVnode.el的前邊押搪。

3. newCh中的節(jié)點(diǎn)oldCh里沒有， 將新節(jié)點(diǎn)插入到oldStartVnode.el的前邊浅碾。

在結(jié)束時(shí)大州，分為兩種情況：

1. oldStartIdx > oldEndIdx，可以認(rèn)為oldCh先遍歷完垂谢。當(dāng)然也有可能newCh此時(shí)也正好完成了遍歷厦画，統(tǒng)一都?xì)w為此類。此時(shí)newStartIdx和newEndIdx之間的vnode是新增的滥朱，調(diào)用addVnodes根暑，把他們?nèi)坎暹M(jìn)before的后邊，before很多時(shí)候是為null的徙邻。addVnodes調(diào)用的是insertBefore操作dom節(jié)點(diǎn)排嫌，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(diǎn)的末尾。如果newElement已經(jīng)在DOM樹中缰犁，newElement首先會(huì)從DOM樹中移除淳地。所以before為null，newElement將被插入到子節(jié)點(diǎn)的末尾帅容。

2. newStartIdx > newEndIdx颇象，可以認(rèn)為newCh先遍歷完。此時(shí)oldStartIdx和oldEndIdx之間的vnode在新的子節(jié)點(diǎn)里已經(jīng)不存在了并徘，調(diào)用removeVnodes將它們從dom里刪除遣钳。

下面舉個(gè)例子，畫出diff完整的過程麦乞，每一步dom的變化都用不同顏色的線標(biāo)出蕴茴。

1. a,b,c,d,e假設(shè)是4個(gè)不同的元素，我們沒有設(shè)置key時(shí)路幸，b沒有復(fù)用荐开，而是直接創(chuàng)建新的，刪除舊的简肴。

   
   

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

這個(gè)例子如果我們使用手工優(yōu)化砰识，只需要3步就可以達(dá)到能扒。

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(diǎn)

• 不要盲目相信diff的效率，在必要時(shí)可以手工優(yōu)化

本文參考：https://segmentfault.com/a/1190000008782928

https://github.com/answershuto/learnVue/blob/master/docs/VirtualDOM%E4%B8%8Ediff(Vue%E5%AE%9E%E7%8E%B0).MarkDown