vue2中的虚拟DOM（Virtual DOM）和diff算法是其性能优化的关键部分，尤其是在更新视图时。这两者的结合大大提升了DOM操作的效率，减少了不必要的DOM操作，从而提高了应用的性能。
虚拟DOM（Virtual DOM）
虚拟DOM是一个轻量级的JavaScript对象，它对真实DOM的抽象表示。在vue2中，每个组件实例都有一个与之对应的虚拟DOM树。当数据变化时，vue2会生成一个新的虚拟DOM树，并与旧的树进行比较，这个过程称为diff。
以下是虚拟DOM的基本结构：
function VNode(tag, data, children, text, elm, context, componentOptions) {
this.tag = tag; // 标签名称，如'div'
this.data = data; // VNode数据，如props、attrs等
this.children = children; // 子VNodes
this.text = text; // 文本内容
this.elm = elm; // 对应的真实DOM元素
this.context = context; // VNode的上下文环境
this.componentOptions = componentOptions; // 组件的选项
// ...其他属性
}
虚拟DOM的优势在于其轻量级和可预测性，使得vue2能够在不直接操作DOM的情况下，通过比较和计算得出最小的更新范围。
diff算法
vue2的diff算法是通过对新旧虚拟DOM树进行深度优先的递归比较来实现的。这个过程会尽可能复用已有的DOM元素，只对变化的部分进行更新。以下是diff算法的主要步骤：
步骤一：树级别比较
- 如果新旧VNode的根节点不同（tag不同），则直接销毁旧节点并创建新节点。
- 如果根节点相同，则进入下一步。
步骤二：元素级别比较
- 比较新旧VNode的数据（data），更新属性。
- 如果新旧VNode都有子节点，则递归地对子节点进行diff。
步骤三：子节点比较
- 对新旧子节点进行重排序，以便于复用。
- 递归地对每个子节点进行diff。
以下是简化版的diff算法伪代码：
function patch(oldVnode, vnode) {
if (oldVnode === vnode) {
return;
}
if (oldVnode.nodeType === 1 && vnode.tag) {
if (oldVnode.tag !== vnode.tag) {
replaceVNode(oldVnode, vnode);
} else {
patchVNode(oldVnode, vnode);
}
} else if (oldVnode.nodeType === 3 && vnode.text) {
if (oldVnode.text !== vnode.text) {
setTextContent(oldVnode, vnode.text);
}
} else if (vnode.tag) {
createElm(vnode);
}
}
function patchVNode(oldVnode, vnode) {
const elm = vnode.elm = oldVnode.elm;
const oldCh = oldVnode.children;
const ch = vnode.children;
if (oldCh && ch) {
if (oldCh !== ch) updateChildren(elm, oldCh, ch);
} else if (ch) {
if (oldVnode.text) setTextContent(elm, '');
addVNodes(elm, null, ch, 0, ch.length - 1);
} else if (oldCh) {
removeVNodes(elm, oldCh, 0, oldCh.length - 1);
} else if (oldVnode.text !== vnode.text) {
setTextContent(elm, vnode.text);
}
}
function updateChildren(parentElm, oldCh, newCh) {
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];
while (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) {
if (isSameVNode(oldStartVnode, newStartVnode)) {
patchVNode(oldStartVnode, newStartVnode);
oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx];
newStartVnode = newCh[++newStartIdx];
} else if (isSameVNode(oldEndVnode, newEndVnode)) {
patchVNode(oldEndVnode, newEndVnode);
oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx];
newEndVnode = newCh[--newEndIdx];
} else {
// 其他情况，进行更复杂的diff
// 查找旧节点中与新开始节点相同的节点
let idxInOld = findIdxInOld(newStartVnode, oldCh);
if (idxInOld == null) {
// 新节点在旧节点中不存在，创建新节点
createElm(newStartVnode);
} else {
// 旧节点中存在与新开始节点相同的节点，进行patch
let vnodeToMove = oldCh[idxInOld];
patchVNode(vnodeToMove, newStartVnode);
// 将已处理的节点从旧节点数组中移除
oldCh[idxInOld] = undefined;
// 将新节点插入到正确的位置
parentElm.insertBefore(vnodeToMove.elm, oldStartVnode.elm);
}
// 移动新开始节点的索引
newStartVnode = newCh[++newStartIdx];
}
}
// 如果新节点还有剩余，则添加这些新节点
if (newStartIdx <= newEndIdx) {
for (let i = newStartIdx; i <= newEndIdx; i++) {
createElm(newCh[i]);
}
}
// 如果旧节点还有剩余，则移除这些旧节点
if (oldStartIdx <= oldEndIdx) {
for (let i = oldStartIdx; i <= oldEndIdx; i++) {
if (oldCh[i]) {
removeVNodes(parentElm, oldCh[i], 0, 0);
}
}
}
}
// 辅助函数：判断两个VNode是否是相同的节点
function isSameVNode(vnode1, vnode2) {
return vnode1.tag === vnode2.tag && vnode1.key === vnode2.key;
}
// 辅助函数：在旧节点数组中查找与新节点相同的节点
function findIdxInOld(vnode, oldCh) {
for (let i = 0; i < oldCh.length; i++) {
if (isSameVNode(vnode, oldCh[i])) {
return i;
}
}
return null;
}
// 辅助函数：替换VNode
function replaceVNode(oldVnode, vnode) {
const elm = vnode.elm = oldVnode.elm;
const parent = elm.parentNode;
createElm(vnode);
parent.insertBefore(vnode.elm, elm);
parent.removeChild(elm);
}
// 辅助函数：更新VNode的文本内容
function setTextContent(vnode, text) {
vnode.elm.textContent = text;
}
// 辅助函数：添加VNodes
function addVNodes(parentElm, refElm, vnodes, startIdx, endIdx) {
for (let i = startIdx; i <= endIdx; i++) {
parentElm.insertBefore(createElm(vnodes[i]), refElm);
}
}
// 辅助函数：移除VNodes
function removeVNodes(parentElm, vnodes, startIdx, endIdx) {
for (let i = startIdx; i <= endIdx; i++) {
parentElm.removeChild(vnodes[i].elm);
}
}
// 辅助函数：创建元素
function createElm(vnode) {
const tag = vnode.tag;
const children = vnode.children;
const elm = vnode.elm = document.createElement(tag);
if (Array.isArray(children)) {
for (let i = 0; i < children.length; i++) {
createElm(children[i]);
}
} else if (vnode.text) {
elm.textContent = vnode.text;
}
return elm;
}
在上述代码中，patch函数是diff算法的入口，它会根据新旧VNode的类型和内容进行相应的处理。patchVNode函数用于更新节点，包括属性更新和子节点更新。updateChildren函数则是diff算法中最复杂的一部分，它负责比较和更新子节点，尽可能复用已有的DOM元素。
vue2的diff算法采用了双端比较的策略，从新旧节点的两端开始比较，这样可以快速地处理大部分相同的前置和后置节点。当遇到无法直接比较的节点时，会进行更复杂的查找和比较操作。
通过这种方式，vue2能够高效地更新视图，避免了不必要的DOM操作，从而提高了应用的性能。这也是vue2能够在前端框架中脱颖而出的一个重要原因。
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