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Vue中的虚拟DOM如何构建

这篇文章主要介绍了Vue中的虚拟DOM如何构建的相关知识,内容详细易懂,操作简单快捷,具有一定借鉴价值,相信大家阅读完这篇Vue中的虚拟DOM如何构建文章都会有所收获,下面我们一起来看看吧。

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Vue中的虚拟DOM如何构建

虚拟DOM技术使得我们的页面渲染的效率更高,减轻了节点的操作从而提高性能。

一、真实DOM和其解析流程

      本节我们主要介绍真实   DOM 的解析过程,通过介绍其解析过程以及存在的问题,从而引出为什么需要虚拟DOM。一图胜千言,如下图为 webkit 渲染引擎工作流程图

Vue中的虚拟DOM如何构建

      所有的浏览器渲染引擎工作流程大致分为5步:创建        DOM 树 —> 创建 Style Rules -> 构建 Render 树 —> 布局 Layout -—> 绘制 Painting。

  • 第一步,构建 DOM 树:用 HTML 分析器,分析 HTML 元素,构建一棵 DOM 树;

  • 第二步,生成样式表:用 CSS 分析器,分析 CSS 文件和元素上的 inline 样式,生成页面的样式表;

  • 第三步,构建 Render 树:将 DOM 树和样式表关联起来,构建一棵 Render 树(Attachment)。每个 DOM 节点都有 attach 方法,接受样式信息,返回一个 render 对象(又名 renderer),这些 render 对象最终会被构建成一棵 Render 树;

  • 第四步,确定节点坐标:根据 Render 树结构,为每个 Render 树上的节点确定一个在显示屏上出现的精确坐标;

  • 第五步,绘制页面:根据 Render 树和节点显示坐标,然后调用每个节点的 paint 方法,将它们绘制出来。

注意点:

1、DOM 树的构建是文档加载完成开始的?构建 DOM 树是一个渐进过程,为达到更好的用户体验,渲染引擎会尽快将内容显示在屏幕上,它不必等到整个 HTML 文档解析完成之后才开始构建 render 树和布局。

2、Render 树是 DOM 树和 CSS 样式表构建完毕后才开始构建的?这三个过程在实际进行的时候并不是完全独立的,而是会有交叉,会一边加载,一边解析,以及一边渲染。

3、CSS 的解析注意点?CSS 的解析是从右往左逆向解析的,嵌套标签越多,解析越慢。

4、JS 操作真实 DOM 的代价?用我们传统的开发模式,原生 JS 或 JQ 操作 DOM 时,浏览器会从构建 DOM 树开始从头到尾执行一遍流程。在一次操作中,我需要更新 10 个 DOM 节点,浏览器收到第一个 DOM 请求后并不知道还有 9 次更新操作,因此会马上执行流程,最终执行10 次。例如,第一次计算完,紧接着下一个 DOM 更新请求,这个节点的坐标值就变了,前一次计算为无用功。计算 DOM 节点坐标值等都是白白浪费的性能。即使计算机硬件一直在迭代更新,操作 DOM 的代价仍旧是昂贵的,频繁操作还是会出现页面卡顿,影响用户体验

二、Virtual-DOM 基础

2.1、虚拟 DOM 的好处

      虚拟 DOM 就是为了解决浏览器性能问题而被设计出来的。如前,若一次操作中有 10 次更新 DOM 的动作,虚拟 DOM 不会立即操作 DOM,而是将这 10 次更新的 diff 内容保存到本地一个 JS 对象中,最终将这个 JS 对象一次性 attch 到 DOM 树上,再进行后续操作,避免大量无谓的计算量。所以,用 JS 对象模拟 DOM 节点的好处是,页面的更新可以先全部反映在 JS 对象(虚拟 DOM )上,操作内存中的 JS 对象的速度显然要更快,等更新完成后,再将最终的 JS 对象映射成真实的 DOM,交由浏览器去绘制。

2.2、算法实现

2.2.1、用 JS 对象模拟 DOM 树

(1)如何用 JS 对象模拟 DOM 树

例如一个真实的 DOM 节点如下:


Virtual DOM

  Item 1   Item 2   Item 3
Hello World

我们用 JavaScript 对象来表示 DOM 节点,使用对象的属性记录节点的类型、属性、子节点等。

element.js 中表示节点对象代码如下:

/**
 * Element virdual-dom 对象定义
 * @param {String} tagName - dom 元素名称
 * @param {Object} props - dom 属性
 * @param {Array} - 子节点
 */
function Element(tagName, props, children) {
    this.tagName = tagName
    this.props = props
    this.children = children
    // dom 元素的 key 值,用作唯一标识符
    if(props.key){
       this.key = props.key
    }
    var count = 0
    children.forEach(function (child, i) {
        if (child instanceof Element) {
            count += child.count
        } else {
            children[i] = '' + child
        }
        count++
    })
    // 子元素个数
    this.count = count
}

function createElement(tagName, props, children){
 return new Element(tagName, props, children);
}

module.exports = createElement;

根据 element 对象的设定,则上面的 DOM 结构就可以简单表示为:

var el = require("./element.js");
var ul = el('div',{id:'virtual-dom'},[  el('p',{},['Virtual DOM']),
  el('ul', { id: 'list' }, [	el('li', { class: 'item' }, ['Item 1']),
	el('li', { class: 'item' }, ['Item 2']),
	el('li', { class: 'item' }, ['Item 3'])
  ]),
  el('div',{},['Hello World'])
])

现在 ul 就是我们用  JavaScript 对象表示的 DOM 结构,我们输出查看 ul 对应的数据结构如下:

Vue中的虚拟DOM如何构建

(2)渲染用 JS 表示的 DOM 对象

但是页面上并没有这个结构,下一步我们介绍如何将 ul 渲染成页面上真实的 DOM 结构,相关渲染函数如下:

/**
 * render 将virdual-dom 对象渲染为实际 DOM 元素
 */
Element.prototype.render = function () {
    var el = document.createElement(this.tagName)
    var props = this.props
    // 设置节点的DOM属性
    for (var propName in props) {
        var propValue = props[propName]
        el.setAttribute(propName, propValue)
    }

    var children = this.children || []
    children.forEach(function (child) {
        var childEl = (child instanceof Element)
            ? child.render() // 如果子节点也是虚拟DOM,递归构建DOM节点
            : document.createTextNode(child) // 如果字符串,只构建文本节点
        el.appendChild(childEl)
    })
    return el
}

我们通过查看以上 render 方法,会根据  tagName 构建一个真正的 DOM 节点,然后设置这个节点的属性,最后递归地把自己的子节点也构建起来。

我们将构建好的 DOM 结构添加到页面 body 上面,如下:

ulRoot = ul.render();
document.body.appendChild(ulRoot);

这样,页面 body 里面就有真正的 DOM 结构,效果如下图所示:

Vue中的虚拟DOM如何构建

2.2.2、比较两棵虚拟 DOM 树的差异 — diff 算法

diff 算法用来比较两棵 Virtual DOM 树的差异,如果需要两棵树的完全比较,那么 diff 算法的时间复杂度为O(n^3)。但是在前端当中,你很少会跨越层级地移动 DOM 元素,所以 Virtual DOM 只会对同一个层级的元素进行对比,如下图所示, div 只会和同一层级的 div 对比,第二层级的只会跟第二层级对比,这样算法复杂度就可以达到 O(n)。

Vue中的虚拟DOM如何构建

(1)深度优先遍历,记录差异

在实际的代码中,会对新旧两棵树进行一个深度优先的遍历,这样每个节点都会有一个唯一的标记:

Vue中的虚拟DOM如何构建

在深度优先遍历的时候,每遍历到一个节点就把该节点和新的的树进行对比。如果有差异的话就记录到一个对象里面。

// diff 函数,对比两棵树
function diff(oldTree, newTree) {
  var index = 0 // 当前节点的标志
  var patches = {} // 用来记录每个节点差异的对象
  dfsWalk(oldTree, newTree, index, patches)
  return patches
}

// 对两棵树进行深度优先遍历
function dfsWalk(oldNode, newNode, index, patches) {
  var currentPatch = []
  if (typeof (oldNode) === "string" && typeof (newNode) === "string") {
    // 文本内容改变
    if (newNode !== oldNode) {
      currentPatch.push({ type: patch.TEXT, content: newNode })
    }
  } else if (newNode!=null && oldNode.tagName === newNode.tagName && oldNode.key === newNode.key) {
    // 节点相同,比较属性
    var propsPatches = diffProps(oldNode, newNode)
    if (propsPatches) {
      currentPatch.push({ type: patch.PROPS, props: propsPatches })
    }
    // 比较子节点,如果子节点有'ignore'属性,则不需要比较
    if (!isIgnoreChildren(newNode)) {
      diffChildren(
        oldNode.children,
        newNode.children,
        index,
        patches,
        currentPatch
      )
    }
  } else if(newNode !== null){
    // 新节点和旧节点不同,用 replace 替换
    currentPatch.push({ type: patch.REPLACE, node: newNode })
  }

  if (currentPatch.length) {
    patches[index] = currentPatch
  }
}

从以上可以得出,patches[1] 表示 p ,patches[3] 表示 ul ,以此类推。

(2)差异类型

DOM 操作导致的差异类型包括以下几种:

以上描述的几种差异类型在代码中定义如下所示:

var REPLACE = 0 // 替换原先的节点
var REORDER = 1 // 重新排序
var PROPS = 2 // 修改了节点的属性
var TEXT = 3 // 文本内容改变

(3)列表对比算法

      子节点的对比算法,例如      p, ul, div 的顺序换成了 div, p, ul。这个该怎么对比?如果按照同层级进行顺序对比的话,它们都会被替换掉。如 p 和 div 的 tagName 不同,p 会被 div 所替代。最终,三个节点都会被替换,这样 DOM 开销就非常大。而实际上是不需要替换节点,而只需要经过节点移动就可以达到,我们只需知道怎么进行移动。

      将这个问题抽象出来其实就是字符串的最小编辑距离问题(Edition Distance),最常见的解决方法是 Levenshtein Distance , Levenshtein Distance 是一个度量两个字符序列之间差异的字符串度量标准,两个单词之间的 Levenshtein Distance 是将一个单词转换为另一个单词所需的单字符编辑(插入、删除或替换)的最小数量。Levenshtein Distance 是1965年由苏联数学家 Vladimir Levenshtein 发明的。Levenshtein Distance 也被称为编辑距离(Edit Distance),通过动态规划求解,时间复杂度为 O(M*N)。

定义:对于两个字符串 a、b,则他们的 Levenshtein Distance 为:

Vue中的虚拟DOM如何构建

示例:字符串 a 和 b,a=“abcde” ,b=“cabef”,根据上面给出的计算公式,则他们的 Levenshtein Distance 的计算过程如下:

Vue中的虚拟DOM如何构建

本文的 demo 使用插件 list-diff2 算法进行比较,该算法的时间复杂度伟 O(n*m),虽然该算法并非最优的算法,但是用于对于 dom 元素的常规操作是足够的。该算法具体的实现过程这里不再详细介绍,该算法的具体介绍可以参照:github.com/livoras/lis…

(4)实例输出

两个虚拟 DOM 对象如下图所示,其中 ul1 表示原有的虚拟 DOM 树,ul2 表示改变后的虚拟 DOM 树

var ul1 = el('div',{id:'virtual-dom'},[  el('p',{},['Virtual DOM']),
  el('ul', { id: 'list' }, [	el('li', { class: 'item' }, ['Item 1']),
	el('li', { class: 'item' }, ['Item 2']),
	el('li', { class: 'item' }, ['Item 3'])
  ]),
  el('div',{},['Hello World'])
]) 
var ul2 = el('div',{id:'virtual-dom'},[  el('p',{},['Virtual DOM']),
  el('ul', { id: 'list' }, [	el('li', { class: 'item' }, ['Item 21']),
	el('li', { class: 'item' }, ['Item 23'])
  ]),
  el('p',{},['Hello World'])
]) 
var patches = diff(ul1,ul2);
console.log('patches:',patches);

我们查看输出的两个虚拟 DOM 对象之间的差异对象如下图所示,我们能通过差异对象得到,两个虚拟 DOM 对象之间进行了哪些变化,从而根据这个差异对象(patches)更改原先的真实 DOM 结构,从而将页面的 DOM 结构进行更改。

Vue中的虚拟DOM如何构建

2.2.3、将两个虚拟 DOM 对象的差异应用到真正的 DOM 树

(1)深度优先遍历 DOM 树

      因为步骤一所构建的         JavaScript 对象树和 render 出来真正的 DOM 树的信息、结构是一样的。所以我们可以对那棵 DOM 树也进行深度优先的遍历,遍历的时候从步骤二生成的 patches 对象中找出当前遍历的节点差异,如下相关代码所示:

function patch (node, patches) {
  var walker = {index: 0}
  dfsWalk(node, walker, patches)
}

function dfsWalk (node, walker, patches) {
  // 从patches拿出当前节点的差异
  var currentPatches = patches[walker.index]

  var len = node.childNodes
    ? node.childNodes.length
    : 0
  // 深度遍历子节点
  for (var i = 0; i < len; i++) {
    var child = node.childNodes[i]
    walker.index++
    dfsWalk(child, walker, patches)
  }
  // 对当前节点进行DOM操作
  if (currentPatches) {
    applyPatches(node, currentPatches)
  }
}

(2)对原有 DOM 树进行 DOM 操作

我们根据不同类型的差异对当前节点进行不同的 DOM 操作 ,例如如果进行了节点替换,就进行节点替换 DOM 操作;如果节点文本发生了改变,则进行文本替换的 DOM 操作;以及子节点重排、属性改变等 DOM 操作,相关代码如 applyPatches 所示 :

function applyPatches (node, currentPatches) {
  currentPatches.forEach(currentPatch => {
    switch (currentPatch.type) {
      case REPLACE:
        var newNode = (typeof currentPatch.node === 'string')
          ? document.createTextNode(currentPatch.node)
          : currentPatch.node.render()
        node.parentNode.replaceChild(newNode, node)
        break
      case REORDER:
        reorderChildren(node, currentPatch.moves)
        break
      case PROPS:
        setProps(node, currentPatch.props)
        break
      case TEXT:
        node.textContent = currentPatch.content
        break
      default:
        throw new Error('Unknown patch type ' + currentPatch.type)
    }
  })
}

(3)DOM结构改变

通过将第 2.2.2 得到的两个 DOM 对象之间的差异,应用到第一个(原先)DOM 结构中,我们可以看到 DOM 结构进行了预期的变化,如下图所示:

Vue中的虚拟DOM如何构建

2.3、结语

相关代码实现已经放到 github 上面,有兴趣的同学可以clone运行实验,github地址为:github.com/fengshi123/…

Virtual DOM 算法主要实现上面三个步骤来实现:

Hello World
  • 比较两棵虚拟 DOM 树的差异 — diff.js

  • Vue中的虚拟DOM如何构建

    三、Vue 源码 Virtual-DOM 简析

    我们从第二章节(Virtual-DOM 基础)中已经掌握 Virtual DOM 渲染成真实的 DOM 实际上要经历 VNode 的定义、diff、patch 等过程,所以本章节 Vue 源码的解析也按这几个过程来简析。

    3.1、VNode 模拟 DOM 树

    3.1.1、VNode 类简析

    在 Vue.js 中,Virtual DOM 是用 VNode 这个 Class 去描述,它定义在 src/core/vdom/vnode.js 中 ,从以下代码块中可以看到 Vue.js 中的 Virtual DOM 的定义较为复杂一些,因为它这里包含了很多 Vue.js 的特性。实际上 Vue.js 中 Virtual DOM 是借鉴了一个开源库  snabbdom 的实现,然后加入了一些 Vue.js 的一些特性。

    export default class VNode {
      tag: string | void;
      data: VNodeData | void;
      children: ?Array;
      text: string | void;
      elm: Node | void;
      ns: string | void;
      context: Component | void; // rendered in this component's scope
      key: string | number | void;
      componentOptions: VNodeComponentOptions | void;
      componentInstance: Component | void; // component instance
      parent: VNode | void; // component placeholder node
    
      // strictly internal
      raw: boolean; // contains raw HTML? (server only)
      isStatic: boolean; // hoisted static node
      isRootInsert: boolean; // necessary for enter transition check
      isComment: boolean; // empty comment placeholder?
      isCloned: boolean; // is a cloned node?
      isOnce: boolean; // is a v-once node?
      asyncFactory: Function | void; // async component factory function
      asyncMeta: Object | void;
      isAsyncPlaceholder: boolean;
      ssrContext: Object | void;
      fnContext: Component | void; // real context vm for functional nodes
      fnOptions: ?ComponentOptions; // for SSR caching
      devtoolsMeta: ?Object; // used to store functional render context for devtools
      fnScopeId: ?string; // functional scope id support
    
      constructor (
        tag?: string,
        data?: VNodeData,
        children?: ?Array,
        text?: string,
        elm?: Node,
        context?: Component,
        componentOptions?: VNodeComponentOptions,
        asyncFactory?: Function
      ) {
        this.tag = tag
        this.data = data
        this.children = children
        this.text = text
        this.elm = elm
        this.ns = undefined
        this.context = context
        this.fnContext = undefined
        this.fnOptions = undefined
        this.fnScopeId = undefined
        this.key = data && data.key
        this.componentOptions = componentOptions
        this.componentInstance = undefined
        this.parent = undefined
        this.raw = false
        this.isStatic = false
        this.isRootInsert = true
        this.isComment = false
        this.isCloned = false
        this.isOnce = false
        this.asyncFactory = asyncFactory
        this.asyncMeta = undefined
        this.isAsyncPlaceholder = false
      }
    }

    这里千万不要因为 VNode 的这么属性而被吓到,或者咬紧牙去摸清楚每个属性的意义,其实,我们主要了解其几个核心的关键属性就差不多了,例如:

    3.1.2、源码创建 VNode 过程

    (1)初始化vue

    我们在实例化一个 vue 实例,也即 new Vue( ) 时,实际上是执行 src/core/instance/index.js  中定义的 Function 函数。

    function Vue (options) {
      if (process.env.NODE_ENV !== 'production' &&
        !(this instanceof Vue)
      ) {
        warn('Vue is a constructor and should be called with the `new` keyword')
      }
      this._init(options)
    }

    通过查看 Vue 的 function,我们知道 Vue 只能通过 new 关键字初始化,然后调用 this._init 方法,该方法在 src/core/instance/init.js 中定义。

      Vue.prototype._init = function (options?: Object) {
        const vm: Component = this
          
        // 省略一系列其它初始化的代码
          
        if (vm.$options.el) {
          console.log('vm.$options.el:',vm.$options.el);
          vm.$mount(vm.$options.el)
        }
      }

    (2)Vue 实例挂载

    Vue 中是通过 $mount 实例方法去挂载 dom 的,下面我们通过分析 compiler 版本的 mount 实现,相关源码在目录 src/platforms/web/entry-runtime-with-compiler.js 文件中定义:。

    const mount = Vue.prototype.$mount
    Vue.prototype.$mount = function (
      el?: string | Element,
      hydrating?: boolean
    ): Component {
      el = el && query(el)
      
       // 省略一系列初始化以及逻辑判断代码  
     
      return mount.call(this, el, hydrating)
    }

    我们发现最终还是调用用原先原型上的 $mount 方法挂载 ,原先原型上的 $mount 方法在 src/platforms/web/runtime/index.js 中定义 。

    Vue.prototype.$mount = function (
      el?: string | Element,
      hydrating?: boolean
    ): Component {
      el = el && inBrowser ? query(el) : undefined
      return mountComponent(this, el, hydrating)
    }

    我们发现$mount 方法实际上会去调用 mountComponent 方法,这个方法定义在 src/core/instance/lifecycle.js 文件中

    export function mountComponent (
      vm: Component,
      el: ?Element,
      hydrating?: boolean
    ): Component {
      vm.$el = el
      // 省略一系列其它代码
      let updateComponent
      /* istanbul ignore if */
      if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && config.performance && mark) {
        updateComponent = () => {
          // 生成虚拟 vnode   
          const vnode = vm._render()
          // 更新 DOM
          vm._update(vnode, hydrating)
         
        }
      } else {
        updateComponent = () => {
          vm._update(vm._render(), hydrating)
        }
      }
    
      // 实例化一个渲染Watcher,在它的回调函数中会调用 updateComponent 方法  
      new Watcher(vm, updateComponent, noop, {
        before () {
          if (vm._isMounted && !vm._isDestroyed) {
            callHook(vm, 'beforeUpdate')
          }
        }
      }, true /* isRenderWatcher */)
      hydrating = false
    
      return vm
    }

    从上面的代码可以看到,mountComponent 核心就是先实例化一个渲染Watcher,在它的回调函数中会调用 updateComponent 方法,在此方法中调用 vm._render 方法先生成虚拟 Node,最终调用 vm._update 更新 DOM。

    (3)创建虚拟 Node

    Vue 的 _render 方法是实例的一个私有方法,它用来把实例渲染成一个虚拟 Node。它的定义在 src/core/instance/render.js 文件中:

     Vue.prototype._render = function (): VNode {
        const vm: Component = this
        const { render, _parentVnode } = vm.$options
        let vnode
        try {
          // 省略一系列代码  
          currentRenderingInstance = vm
          // 调用 createElement 方法来返回 vnode
          vnode = render.call(vm._renderProxy, vm.$createElement)
        } catch (e) {
          handleError(e, vm, `render`){}
        }
        // set parent
        vnode.parent = _parentVnode
        console.log("vnode...:",vnode);
        return vnode
      }

    Vue.js 利用 _createElement 方法创建 VNode,它定义在 src/core/vdom/create-elemenet.js 中:

    export function _createElement (
      context: Component,
      tag?: string | Class | Function | Object,
      data?: VNodeData,
      children?: any,
      normalizationType?: number
    ): VNode | Array {
        
      // 省略一系列非主线代码
      
      if (normalizationType === ALWAYS_NORMALIZE) {
        // 场景是 render 函数不是编译生成的
        children = normalizeChildren(children)
      } else if (normalizationType === SIMPLE_NORMALIZE) {
        // 场景是 render 函数是编译生成的
        children = simpleNormalizeChildren(children)
      }
      let vnode, ns
      if (typeof tag === 'string') {
        let Ctor
        ns = (context.$vnode && context.$vnode.ns) || config.getTagNamespace(tag)
        if (config.isReservedTag(tag)) {
          // 创建虚拟 vnode
          vnode = new VNode(
            config.parsePlatformTagName(tag), data, children,
            undefined, undefined, context
          )
        } else if ((!data || !data.pre) && isDef(Ctor = resolveAsset(context.$options, 'components', tag))) {
          // component
          vnode = createComponent(Ctor, data, context, children, tag)
        } else {
          vnode = new VNode(
            tag, data, children,
            undefined, undefined, context
          )
        }
      } else {
        vnode = createComponent(tag, data, context, children)
      }
      if (Array.isArray(vnode)) {
        return vnode
      } else if (isDef(vnode)) {
        if (isDef(ns)) applyNS(vnode, ns)
        if (isDef(data)) registerDeepBindings(data)
        return vnode
      } else {
        return createEmptyVNode()
      }
    }

    _createElement 方法有 5 个参数,context 表示 VNode 的上下文环境,它是 Component 类型;tag表示标签,它可以是一个字符串,也可以是一个 Component;data 表示 VNode 的数据,它是一个 VNodeData 类型,可以在 flow/vnode.js 中找到它的定义;children 表示当前 VNode 的子节点,它是任意类型的,需要被规范为标准的 VNode 数组;

    3.1.3、实例查看

    为了更直观查看我们平时写的 Vue 代码如何用 VNode 类来表示,我们通过一个实例的转换进行更深刻了解。

    例如,实例化一个 Vue 实例:

      var app = new Vue({
        el: '#app',
        render: function (createElement) {
          return createElement('div', {
            attrs: {
              id: 'app',
              class: "class_box"
            },
          }, this.message)
        },
        data: {
          message: 'Hello Vue!'
        }
      })

    我们打印出其对应的 VNode 表示:

    Vue中的虚拟DOM如何构建

    3.2、diff 过程

    3.2.1、Vue.js 源码的 diff 调用逻辑

    Vue.js 源码实例化了一个 watcher,这个 ~ 被添加到了在模板当中所绑定变量的依赖当中,一旦 model 中的响应式的数据发生了变化,这些响应式的数据所维护的 dep 数组便会调用 dep.notify() 方法完成所有依赖遍历执行的工作,这包括视图的更新,即 updateComponent 方法的调用。watcher 和 updateComponent方法定义在  src/core/instance/lifecycle.js 文件中 。

    export function mountComponent (
      vm: Component,
      el: ?Element,
      hydrating?: boolean
    ): Component {
      vm.$el = el
      // 省略一系列其它代码
      let updateComponent
      /* istanbul ignore if */
      if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && config.performance && mark) {
        updateComponent = () => {
          // 生成虚拟 vnode   
          const vnode = vm._render()
          // 更新 DOM
          vm._update(vnode, hydrating)
         
        }
      } else {
        updateComponent = () => {
          vm._update(vm._render(), hydrating)
        }
      }
    
      // 实例化一个渲染Watcher,在它的回调函数中会调用 updateComponent 方法  
      new Watcher(vm, updateComponent, noop, {
        before () {
          if (vm._isMounted && !vm._isDestroyed) {
            callHook(vm, 'beforeUpdate')
          }
        }
      }, true /* isRenderWatcher */)
      hydrating = false
    
      return vm
    }

    完成视图的更新工作事实上就是调用了vm._update方法,这个方法接收的第一个参数是刚生成的Vnode,调用的vm._update方法定义在 src/core/instance/lifecycle.js中。

      Vue.prototype._update = function (vnode: VNode, hydrating?: boolean) {
        const vm: Component = this
        const prevEl = vm.$el
        const prevVnode = vm._vnode
        const restoreActiveInstance = setActiveInstance(vm)
        vm._vnode = vnode
        if (!prevVnode) {
          // 第一个参数为真实的node节点,则为初始化
          vm.$el = vm.__patch__(vm.$el, vnode, hydrating, false /* removeOnly */)
        } else {
          // 如果需要diff的prevVnode存在,那么对prevVnode和vnode进行diff
          vm.$el = vm.__patch__(prevVnode, vnode)
        }
        restoreActiveInstance()
        // update __vue__ reference
        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
        }
      }

    在这个方法当中最为关键的就是 vm.__patch__ 方法,这也是整个 virtual-dom 当中最为核心的方法,主要完成了prevVnode 和 vnode 的 diff 过程并根据需要操作的 vdom 节点打 patch,最后生成新的真实 dom 节点并完成视图的更新工作。

    接下来,让我们看下 vm.__patch__的逻辑过程, vm.__patch__ 方法定义在 src/core/vdom/patch.js 中。

    function patch (oldVnode, vnode, hydrating, removeOnly) {
        ......
        if (isUndef(oldVnode)) {
          // 当oldVnode不存在时,创建新的节点
          isInitialPatch = true
          createElm(vnode, insertedVnodeQueue)
        } else {
          // 对oldVnode和vnode进行diff,并对oldVnode打patch  
          const isRealElement = isDef(oldVnode.nodeType)
          if (!isRealElement && sameVnode(oldVnode, vnode)) {
            // patch existing root node
            patchVnode(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, null, null, removeOnly)
          } 
    	......
      }
    }

    在 patch 方法中,我们看到会分为两种情况,一种是当 oldVnode 不存在时,会创建新的节点;另一种则是已经存在 oldVnode ,那么会对 oldVnode 和 vnode 进行 diff 及 patch 的过程。其中 patch 过程中会调用 sameVnode 方法来对对传入的2个 vnode 进行基本属性的比较,只有当基本属性相同的情况下才认为这个2个vnode 只是局部发生了更新,然后才会对这2个 vnode 进行 diff,如果2个 vnode 的基本属性存在不一致的情况,那么就会直接跳过 diff 的过程,进而依据 vnode 新建一个真实的 dom,同时删除老的 dom节点。

    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)
      )
    }

    diff 过程中主要是通过调用 patchVnode 方法进行的:

      function patchVnode (oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, ownerArray, index, removeOnly) {
        ...... 
        const elm = vnode.elm = oldVnode.elm
        const oldCh = oldVnode.children
        const ch = vnode.children
        // 如果vnode没有文本节点
        if (isUndef(vnode.text)) {
          // 如果oldVnode的children属性存在且vnode的children属性也存在  
          if (isDef(oldCh) && isDef(ch)) {
            // updateChildren,对子节点进行diff  
            if (oldCh !== ch) updateChildren(elm, oldCh, ch, insertedVnodeQueue, removeOnly)
          } else if (isDef(ch)) {
            if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
              checkDuplicateKeys(ch)
            }
            // 如果oldVnode的text存在,那么首先清空text的内容,然后将vnode的children添加进去  
            if (isDef(oldVnode.text)) nodeOps.setTextContent(elm, '')
            addVnodes(elm, null, ch, 0, ch.length - 1, insertedVnodeQueue)
          } else if (isDef(oldCh)) {
            // 删除elm下的oldchildren
            removeVnodes(elm, oldCh, 0, oldCh.length - 1)
          } else if (isDef(oldVnode.text)) {
            // oldVnode有子节点,而vnode没有,那么就清空这个节点  
            nodeOps.setTextContent(elm, '')
          }
        } else if (oldVnode.text !== vnode.text) {
          // 如果oldVnode和vnode文本属性不同,那么直接更新真是dom节点的文本元素
          nodeOps.setTextContent(elm, vnode.text)
        }
        ......
      }

    从以上代码得知,

    diff 过程中又分了好几种情况,oldCh 为 oldVnode的子节点,ch 为 Vnode的子节点:

    3.2.2、子节点 diff 流程分析

    (1)Vue.js 源码

          这里着重分析下updateChildren方法,它也是整个 diff 过程中最重要的环节,以下为 Vue.js 的源码过程,为了更形象理解 diff 过程,我们给出相关的示意图来讲解。

      function updateChildren (parentElm, oldCh, newCh, insertedVnodeQueue, removeOnly) {
        // 为oldCh和newCh分别建立索引,为之后遍历的依据
        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
    
        // 直到oldCh或者newCh被遍历完后跳出循环
        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)) {
            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 {
            if (isUndef(oldKeyToIdx)) oldKeyToIdx = createKeyToOldIdx(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
            idxInOld = isDef(newStartVnode.key)
              ? oldKeyToIdx[newStartVnode.key]
              : findIdxInOld(newStartVnode, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
            if (isUndef(idxInOld)) { // New element
              createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx)
            } else {
              vnodeToMove = oldCh[idxInOld]
              if (sameVnode(vnodeToMove, newStartVnode)) {
                patchVnode(vnodeToMove, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx)
                oldCh[idxInOld] = undefined
                canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, vnodeToMove.elm, oldStartVnode.elm)
              } else {
                // same key but different element. treat as new element
                createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx)
              }
            }
            newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
          }
        }
        if (oldStartIdx > oldEndIdx) {
          refElm = isUndef(newCh[newEndIdx + 1]) ? null : newCh[newEndIdx + 1].elm
          addVnodes(parentElm, refElm, newCh, newStartIdx, newEndIdx, insertedVnodeQueue)
        } else if (newStartIdx > newEndIdx) {
          removeVnodes(parentElm, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
        }
      }

    网页标题:Vue中的虚拟DOM如何构建
    本文链接:http://ptruijie.cn/article/ggooog.html

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