跟着B站学VUE2源码之第二课:虚拟DOM和diff算法解析

真实dom与虚拟dom的对比

课程内容:

  1. snabbdom简介 (介绍宏观背景、历史沿革)
  2. snabbdom的h函数如何工作 (先学会怎么用)
  3. diff算法原理(再研究它底层机理)
  4. 手写diff算法(最后手写它,彻底掌握它!)

要解决的问题:

研究1:虚拟DOM如何被渲染函数(h函数)产生?
——我们要手写h函数
研究2:diff算法原理?
——我们要手写diff算法
研究3:虚拟DOM如何通过diff变为真正的DOM的
——事实上,虚拟DOM变回真正的DOM,是涵盖在diff算法里面的

虚拟DOM如何被渲染函数(h函数)产生

虚拟dom就是用js对象来描述dom的层次结构,dom中的一切属性都可以在虚拟dom上有对应的属性!实现一个低配版本的h函数,调用的形态为以下的三种之一:
h('div', {}, 'text')
h('div', {}, [])
h('div', {}, h())

function vnode(sel, data, children, text, elm) {
    const key = data && data.key;
    return { sel, data, children, text, elm, key };
}
export default function h(sel, data, c) {
    // 检查入参熟练
    if (arguments.length !== 3) {
        throw new Error('请传入三个参数')
    }
    // 检查c参数类型 是text,h('div', {}, 'text')
    if (typeof c == 'string' || typeof c == 'number' ) {
        return vnode(sel,data,undefined,c,undefined)
    // 检查c参数类型 是h数组,h('div', {}, [])
    }else if(Array.isArray(c)) {
        let children = []
        for (let i = 0; i < c.length; i++) {
            if (!(typeof c[i] == 'object' )) {
                throw new Error('传入的数组函数不是一个h对象')
            }
            children.push(c[i])
        }
        return vnode(sel,data,children,undefined,undefined) 
    // 检查c参数类型 是h对象,h('div', {}, h())
    }else if(typeof c == 'object' && c.hasOwnProperty('sel')) {
        let children = c
        return vnode(sel,data,children,undefined,undefined)
    }else{
        throw new Error('传入的第三个参数类型错误')
    }
}

diff算法

diff算法进行精细化对比,可以实现最小量更新

  • 只有是同一个虚拟节点,才进行精细化比较,否则就是暴力删除旧的、插入新的。key是这个节点的唯一标识,告诉diff算法,前后为同一个节点
  • 延伸问题:如何定义是同一个虚拟节点?答:选择器相同且key相同。
  • 只进行同层比较,不会进行跨层比较。即使是同一片虚拟节点,但是跨层了,对不起,精细化比较不diff你。而是暴力删除旧的、然后插入新的。
  • diff并不是那么的“无微不至”啊!真的影响效率么??答:上面的操作在实际Vue开发中,基本不会遇见,所以这是合理的优化机制。
遇到的bug记录
  1. index.js中无法获取html页面的dom节点,是因为在模板渲染时js已经全部执行完了,导致js获取不到dom元素... 所以把script标签放index页面最后一行
  2. 传入都是虚拟节点,patch上树时获取不到elm原生dom元素。
    需要patch两次:
    const container = window.document.getElementById('box')
    patch(container, node1)
    patch(node1, node2)
diff算法的逻辑策略
image.png
  • 四种命中查找:新前与旧前、新后与旧后、新后与旧前、新前与旧后
  • 是从上往下的命中顺序,命中一种就不再进行命中判断了!
  • 如果都没有命中,就用循环来查找。循环条件:while (新前<=新后 && 旧前<=旧后) { }

手写diff算法

diff算法的核心,当新旧节点都有children时,如何实现最小量的更新策略

import patchVnode from "./patchVnode"
import createElement from "./createElement"

// 检查是否是同一节点
function checkSameVnode(a, b) {
    return a.sel === b.sel && a.key === b.key
}

export default function (parentElm, oldCn, newCn) {

    // 定义指针 新前、新后,旧前、旧后
    let newStartIdx = 0
    let newEndIdx = newCn.length - 1
    let oldStartIdx = 0
    let oldEndIdx = oldCn.length - 1

    // 定义新旧节点
    let newStartVnode = newCn[0]
    let newEndVnode = newCn[newEndIdx]
    let oldStartVnode = oldCn[0]
    let oldEndVnode = oldCn[oldEndIdx]

    // 寻找keymap
    let keyMap = null

    // 开始循环语句 四种命中查找:
    //     新前与旧前
    //     新后与旧后
    //     新后与旧前
    //     新前与旧后
    while (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) {
        // 先略过加了undefined标记的那项
        if (oldStartVnode == null || oldCn[oldStartIdx] == undefined) {
            oldStartVnode = oldCn[++oldStartIdx]
        } else if (oldEndVnode == null || oldCn[oldEndIdx] == undefined) {
            oldEndVnode = oldCn[--oldEndIdx]
        } else if (newStartVnode == null || newCn[newStartIdx] == undefined) {
            newStartVnode = newCn[++newStartIdx]
        } else if (newEndVnode == null || newCn[newEndIdx] == undefined) {
            newEndVnode = newCn[--newEndIdx]
        }
        // 判断 新旧 前面的节点是否相同
        else if (checkSameVnode(newStartVnode, oldStartVnode)) {
            console.log('1) 新前与旧前');
            patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode)
            oldStartVnode = oldCn[++oldStartIdx]
            newStartVnode = newCn[++newStartIdx]

        } else if (checkSameVnode(newEndVnode, oldEndVnode)) {
            console.log('2) 新后与旧后');
            patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode)
            oldEndVnode = oldCn[--oldEndIdx]
            newEndVnode = newCn[--newEndIdx]

        } else if (checkSameVnode(newEndVnode, oldStartVnode)) {
            console.log('3) 新后与旧前');
            // 先移动 后++
            parentElm.insertBefore(oldStartVnode.elm, oldEndVnode.elm.nextSibling)
            patchVnode(oldStartVnode, newEndVnode)
            oldStartVnode = oldCn[++oldStartIdx]
            newEndVnode = newCn[--newEndIdx]

        } else if (checkSameVnode(newStartVnode, oldEndVnode)) {
            console.log('4) 新前与旧后');
            parentElm.insertBefore(oldEndVnode.elm, oldStartVnode.elm)
            patchVnode(oldEndVnode, newStartVnode)
            oldEndVnode = oldCn[--oldEndIdx]
            newStartVnode = newCn[++newStartIdx]

        } else {
            console.log('四种查找都都没有命中的时候');
            // 寻找 key 的 map
            // 这个map很好理解呀,把old节点的存入对象中,然后看看new中节点的key是否可以在对象中找到
            if (!keyMap) {
                keyMap = {}
                for (let i = oldStartIdx; i <= oldEndIdx; i++) {
                    const key = oldCn[i].key
                    if (key !== undefined) {
                        keyMap[key] = i
                    }
                }
            }

            const idxInOld = keyMap[newStartVnode.key]
            if (idxInOld == undefined) {
                // 是undefined,表示是全新的项,目前是虚拟节点不是真正的dom节点
                parentElm.insertBefore(createElement(newStartVnode), oldStartVnode.elm)
            } else {
                // 不是undefined,不是全新的项,需要移动, 而不是删除后的新增
                const elmToMove = oldCn[idxInOld]
                patchVnode(elmToMove, newStartVnode)
                oldCn[idxInOld] = undefined
                parentElm.insertBefore(elmToMove.elm, oldStartVnode.elm)
            }

            // 指针下移,只移动新的头
            newStartVnode = newCn[++newStartIdx]
        }
    }

    // 查找循环结束后,有没有剩余的节点
    if (newStartIdx <= newEndIdx) {
        console.log('新的节点上 有剩余的节点,需要新增')
        const before = newCn[newEndIdx + 1] == null ? null : newCn[newEndIdx + 1].elm
        for (let i = newStartIdx; i <= newEndIdx; i++) {
            parentElm.insertBefore(createElement(newCn[i]), before)
        }
    } else if (oldStartIdx <= oldEndIdx) {
        console.log('旧的节点上 有剩余的节点,需要批量移除')
        // 批量删除oldStartIdx 与 oldEndIdx之间剩余的项
        for (let i = oldStartIdx; i <= oldEndIdx; i++) {
            if (oldCn[i]) {
                parentElm.removeChild(oldCn[i].elm)
            }
        }
    }
}

整个diff算法的运行流程

整个diff算法的运行流程
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