详解vue的diff算法
前言
目標是寫一個非常詳細的關于diff的干貨，所以本文有點長。也會用到大量的圖片以及代碼舉例，一起來get吧。
先來了解幾個點...
1. 當數據發生變化時，vue是怎么更新節點的？
要知道渲染真實DOM的開銷是很大的，比如有時候我們修改了某個數據，如果直接渲染到真實dom上會引起整個dom樹的重繪和重排，有沒有可能我們只更新我們修改的那一小塊dom而不要更新整個dom呢？diff算法能夠幫助我們。
我們先根據真實DOM生成一顆virtual DOM，當virtual DOM某個節點的數據改變后會生成一個新的Vnode，然后Vnode和oldVnode作對比，發現有不一樣的地方就直接修改在真實的DOM上，然后使oldVnode的值為Vnode。
diff的過程就是調用名為patch的函數，比較新舊節點，一邊比較一邊給真實的DOM打補丁。
2. virtual DOM和真實DOM的區別？
virtual DOM是將真實的DOM的數據抽取出來，以對象的形式模擬樹形結構。比如dom是這樣的：
<div><p>123</p> </div> 復制代碼對應的virtual DOM（偽代碼）：
var Vnode = {tag: 'div',children: [{ tag: 'p', text: '123' }] }; 復制代碼（溫馨提示：VNode和oldVNode都是對象，一定要記住）
3. diff的比較方式？
在采取diff算法比較新舊節點的時候，比較只會在同層級進行, 不會跨層級比較。
<div><p>123</p> </div><div><span>456</span> </div> 復制代碼上面的代碼會分別比較同一層的兩個div以及第二層的p和span，但是不會拿div和span作比較。在別處看到的一張很形象的圖：
diff流程圖
當數據發生改變時，set方法會讓調用Dep.notify通知所有訂閱者Watcher，訂閱者就會調用patch給真實的DOM打補丁，更新相應的視圖。
具體分析
patch
來看看patch是怎么打補丁的（代碼只保留核心部分）
function patch (oldVnode, vnode) {// some codeif (sameVnode(oldVnode, vnode)) {patchVnode(oldVnode, vnode)} else {const oEl = oldVnode.el // 當前oldVnode對應的真實元素節點let parentEle = api.parentNode(oEl) // 父元素createEle(vnode) // 根據Vnode生成新元素if (parentEle !== null) {api.insertBefore(parentEle, vnode.el, api.nextSibling(oEl)) // 將新元素添加進父元素api.removeChild(parentEle, oldVnode.el) // 移除以前的舊元素節點oldVnode = null}}// some code return vnode } 復制代碼patch函數接收兩個參數oldVnode和Vnode分別代表新的節點和之前的舊節點
- 判斷兩節點是否值得比較，值得比較則執行patchVnode
- 不值得比較則用Vnode替換oldVnode
如果兩個節點都是一樣的，那么就深入檢查他們的子節點。如果兩個節點不一樣那就說明Vnode完全被改變了，就可以直接替換oldVnode。
雖然這兩個節點不一樣但是他們的子節點一樣怎么辦？別忘了，diff可是逐層比較的，如果第一層不一樣那么就不會繼續深入比較第二層了。（我在想這算是一個缺點嗎？相同子節點不能重復利用了...）
patchVnode
當我們確定兩個節點值得比較之后我們會對兩個節點指定patchVnode方法。那么這個方法做了什么呢？
patchVnode (oldVnode, vnode) {const el = vnode.el = oldVnode.ellet i, oldCh = oldVnode.children, ch = vnode.childrenif (oldVnode === vnode) returnif (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)}} } 復制代碼這個函數做了以下事情：
- 找到對應的真實dom，稱為el
- 判斷Vnode和oldVnode是否指向同一個對象，如果是，那么直接return
- 如果他們都有文本節點并且不相等，那么將el的文本節點設置為Vnode的文本節點。
- 如果oldVnode有子節點而Vnode沒有，則刪除el的子節點
- 如果oldVnode沒有子節點而Vnode有，則將Vnode的子節點真實化之后添加到el
- 如果兩者都有子節點，則執行updateChildren函數比較子節點，這一步很重要
其他幾個點都很好理解，我們詳細來講一下updateChildren
updateChildren
代碼量很大，不方便一行一行的講解，所以下面結合一些示例圖來描述一下。
updateChildren (parentElm, oldCh, newCh) {let oldStartIdx = 0, newStartIdx = 0let oldEndIdx = oldCh.length - 1let oldStartVnode = oldCh[0]let oldEndVnode = oldCh[oldEndIdx]let newEndIdx = newCh.length - 1let newStartVnode = newCh[0]let newEndVnode = newCh[newEndIdx]let oldKeyToIdxlet idxInOldlet elmToMovelet beforewhile (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) {if (oldStartVnode == null) { // 對于vnode.key的比較，會把oldVnode = nulloldStartVnode = 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] = nullapi.insertBefore(parentElm, elmToMove.el, oldStartVnode.el)}newStartVnode = newCh[++newStartIdx]}}}if (oldStartIdx > oldEndIdx) {before = newCh[newEndIdx + 1] == null ? null : newCh[newEndIdx + 1].eladdVnodes(parentElm, before, newCh, newStartIdx, newEndIdx)}else if (newStartIdx > newEndIdx) {removeVnodes(parentElm, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)} } 復制代碼先說一下這個函數做了什么
- 將Vnode的子節點Vch和oldVnode的子節點oldCh提取出來
- oldCh和vCh各有兩個頭尾的變量StartIdx和EndIdx，它們的2個變量相互比較，一共有4種比較方式。如果4種比較都沒匹配，如果設置了key，就會用key進行比較，在比較的過程中，變量會往中間靠，一旦StartIdx>EndIdx表明oldCh和vCh至少有一個已經遍歷完了，就會結束比較。
圖解updateChildren
終于來到了這一部分，上面的總結相信很多人也看得一臉懵逼，下面我們好好說道說道。（這都是我自己畫的，求推薦好用的畫圖工具...）
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粉紅色的部分為oldCh和vCh
我們將它們取出來并分別用s和e指針指向它們的頭child和尾child
現在分別對oldS、oldE、S、E兩兩做sameVnode比較，有四種比較方式，當其中兩個能匹配上那么真實dom中的相應節點會移到Vnode相應的位置，這句話有點繞，打個比方
- 如果是oldS和E匹配上了，那么真實dom中的第一個節點會移到最后
- 如果是oldE和S匹配上了，那么真實dom中的最后一個節點會移到最前，匹配上的兩個指針向中間移動
- 如果四種匹配沒有一對是成功的，分為兩種情況
- 如果新舊子節點都存在key，那么會根據oldChild的key生成一張hash表，用S的key與hash表做匹配，匹配成功就判斷S和匹配節點是否為sameNode，如果是，就在真實dom中將成功的節點移到最前面，否則，將S生成對應的節點插入到dom中對應的oldS位置，oldS和S指針向中間移動。
- 如果沒有key,則直接將S生成新的節點插入真實DOM（ps：這下可以解釋為什么v-for的時候需要設置key了，如果沒有key那么就只會做四種匹配，就算指針中間有可復用的節點都不能被復用了）
再配個圖（假設下圖中的所有節點都是有key的，且key為自身的值）
- 第一步
oldS和S匹配，則將dom中的a節點放到第一個，已經是第一個了就不管了，此時dom的位置為：a b d
- 第二步
oldS和E匹配，就將原本的b節點移動到最后，因為E是最后一個節點，他們位置要一致，這就是上面說的：當其中兩個能匹配上那么真實dom中的相應節點會移到Vnode相應的位置，此時dom的位置為：a d b
- 第三步
oldE和E匹配，位置不變此時dom的位置為：a d b
- 第四步
遍歷結束，說明oldCh先遍歷完。就將剩余的vCh節點根據自己的的index插入到真實dom中去，此時dom位置為：a c d b
一次模擬完成。
這個匹配過程的結束有兩個條件：
- oldS > oldE表示oldCh先遍歷完，那么就將多余的vCh根據index添加到dom中去（如上圖）
- S > E表示vCh先遍歷完，那么就在真實dom中將區間為[oldS, oldE]的多余節點刪掉
下面再舉一個例子，可以像上面那樣自己試著模擬一下
當這些節點sameVnode成功后就會緊接著執行patchVnode了，可以看一下上面的代碼
if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) {patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode) } 復制代碼就這樣層層遞歸下去，直到將oldVnode和Vnode中的所有子節點比對完。也將dom的所有補丁都打好啦。那么現在再回過去看updateChildren的代碼會不會容易很多呢？
總結
以上為diff算法的全部過程，放上一張文章開始就發過的總結圖，可以試試看著這張圖回憶一下diff的過程。
歡迎在評論區多多交流。
參考文章
解析vue2.0的diff算法
VirtualDOM與diff(Vue實現)
總結
以上是生活随笔為你收集整理的详解vue的diff算法的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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