初六和家人出去玩,没写完博客。跳票了~
所谓虚拟DOM,是一个用于表示真实 DOM 结构和属性的 JavaScript 对象,这个对象用于对比虚拟 DOM 和当前真实 DOM 的差异化,然后进行局部渲染从而实现性能上的优化。在Vue.js 中虚拟 DOM 的 JavaScript 对象就是 VNode。
接下来我们一步步分析:
VNode 是什么?
既然是虚拟 DOM 的作用是转为真实的 DOM,那这就是一个渲染的过程。所以我们看看 render 方法。在之前的学习中我们知道了,vue 的渲染函数 _render
方法返回的就是一个 VNode 对象。而在 initRender
初始化渲染的方法中定义的 vm._c
和 vm.$createElement
方法中,createElement
最终也是返回 VNode 对象。所以 VNode 是渲染的关键所在。
话不多说,来看看这个VNode为何方神圣。
// src/core/vdom/vnode.js
export default class VNode {
tag: string | void;
data: VNodeData | void;
children: ?Array<VNode>;
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
fnScopeId: ?string; // functioanl scope id support
constructor (
tag?: string,
data?: VNodeData,
children?: ?Array<VNode>,
text?: string,
elm?: Node,
context?: Component,
componentOptions?: VNodeComponentOptions,
asyncFactory?: Function
) {
this.tag = tag // 当前节点标签名
this.data = data // 当前节点数据(VNodeData类型)
this.children = children // 当前节点子节点
this.text = text // 当前节点文本
this.elm = elm // 当前节点对应的真实DOM节点
this.ns = undefined // 当前节点命名空间
this.context = context // 当前节点上下文
this.fnContext = undefined // 函数化组件上下文
this.fnOptions = undefined // 函数化组件配置项
this.fnScopeId = undefined // 函数化组件ScopeId
this.key = data && data.key // 子节点key属性
this.componentOptions = componentOptions // 组件配置项
this.componentInstance = undefined // 组件实例
this.parent = undefined // 当前节点父节点
this.raw = false // 是否为原生HTML或只是普通文本
this.isStatic = false // 静态节点标志 keep-alive
this.isRootInsert = true // 是否作为根节点插入
this.isComment = false // 是否为注释节点
this.isCloned = false // 是否为克隆节点
this.isOnce = false // 是否为v-once节点
this.asyncFactory = asyncFactory // 异步工厂方法
this.asyncMeta = undefined // 异步Meta
this.isAsyncPlaceholder = false // 是否为异步占位
}
// 容器实例向后兼容的别名
get child (): Component | void {
return this.componentInstance
}
}
其实就是一个普通的 JavaScript Class 类,中间有各种数据用于描述虚拟 DOM,下面用一个例子来看看VNode 是如何表现 DOM 的。
<div id="app">
<span>{{ message }}</span>
<ul>
<li v-for="item of list" class="item-cls">{{ item }}</li>
</ul>
</div>
<script>
new Vue({
el: '#app',
data: {
message: 'hello Vue.js',
list: ['jack', 'rose', 'james']
}
})
</script>
这个例子最终结果如图:简化后的VNode对象结果如图:
{
"tag": "div",
"data": {
"attr": { "id": "app" }
},
"children": [
{
"tag": "span",
"children": [
{ "text": "hello Vue.js" }
]
},
{
"tag": "ul",
"children": [
{
"tag": "li",
"data": { "staticClass": "item-cls" },
"children": [
{ "text": "jack" }
]
},
{
"tag": "li",
"data": { "staticClass": "item-cls" },
"children": [
{ "text": "rose" }
]
},
{
"tag": "li",
"data": { "staticClass": "item-cls" },
"children": [
{ "text": "james" }
]
}
]
}
],
"context": "$Vue$3",
"elm": "div#app"
}
在看VNode的时候小结以下几点:
- 所有对象的
context
选项都指向了 Vue 实例。 -
elm
属性则指向了其相对应的真实 DOM 节点。 - DOM 中的文本内容被当做了一个只有
text
没有tag
的节点。 - 像 class、id 等HTML属性都放在了
data
中
我们了解了VNode 是如何描述 DOM 之后,来学习如何将虚拟
DOM 变为真实的 DOM。
patch —— Virtual DOM 的核心
从之前的文章中可以知道,Vue的渲染过程(无论是初始化视图还是更新视图)最终都将走到 _update
方法中,再来看看这个 _update
方法。
// src/core/instance/lifecycle.js
Vue.prototype._update = function (vnode: VNode, hydrating?: boolean) {
const vm: Component = this
if (vm._isMounted) {
callHook(vm, 'beforeUpdate')
}
const prevEl = vm.$el
const prevVnode = vm._vnode
const prevActiveInstance = activeInstance
activeInstance = vm
vm._vnode = vnode
if (!prevVnode) {
// 初始化渲染
vm.$el = vm.__patch__(
vm.$el, vnode, hydrating, false /* removeOnly */,
vm.$options._parentElm,
vm.$options._refElm
)
// no need for the ref nodes after initial patch
// this prevents keeping a detached DOM tree in memory (#5851)
vm.$options._parentElm = vm.$options._refElm = null
} else {
// 更新渲染
vm.$el = vm.__patch__(prevVnode, vnode)
}
activeInstance = prevActiveInstance
// update __vue__ reference
if (prevEl) {
prevEl.__vue__ = null
}
if (vm.$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
}
// updated hook is called by the scheduler to ensure that children are
// updated in a parent's updated hook.
}
不难发现更新试图都是使用了 vm.__patch__
方法,我们继续往下跟。
// src/platforms/web/runtime/index.js
Vue.prototype.__patch__ = inBrowser ? patch : noop
这里啰嗦一句,要找vue的全局方法,如 vm.aaa
,直接查找 Vue.prototype.aaa
即可。
继续找下去:
// src/platforms/web/runtime/patch.js
export const patch: Function = createPatchFunction({ nodeOps, modules })
找到 createPatchFunction
方法~
// src/core/vdom/patch.js
export function createPatchFunction (backend) {
……
return function patch (oldVnode, vnode, hydrating, removeOnly, parentElm, refElm) {
// 当前 VNode 未定义、老的 VNode 定义了,调用销毁钩子。
if (isUndef(vnode)) {
if (isDef(oldVnode)) invokeDestroyHook(oldVnode)
return
}
let isInitialPatch = false
const insertedVnodeQueue = []
if (isUndef(oldVnode)) {
// 老的 VNode 未定义,初始化。
isInitialPatch = true
createElm(vnode, insertedVnodeQueue, parentElm, refElm)
} else {
// 当前 VNode 和老 VNode 都定义了,执行更新操作
// DOM 的 nodeType http://www.w3school.com.cn/jsref/prop_node_nodetype.asp
const isRealElement = isDef(oldVnode.nodeType) // 是否为真实 DOM 元素
if (!isRealElement && sameVnode(oldVnode, vnode)) {
// patch existing root node
// 修改已有根节点
patchVnode(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, removeOnly)
} else {
// 已有真实 DOM 元素,处理 oldVnode
if (isRealElement) {
// 挂载一个真实元素,确认是否为服务器渲染环境或者是否可以执行成功的合并到真实 DOM 中
if (oldVnode.nodeType === 1 && oldVnode.hasAttribute(SSR_ATTR)) {
oldVnode.removeAttribute(SSR_ATTR)
hydrating = true
}
if (isTrue(hydrating)) {
if (hydrate(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue)) {
// 调用 insert 钩子
// inserted:被绑定元素插入父节点时调用
invokeInsertHook(vnode, insertedVnodeQueue, true)
return oldVnode
}
}
// 不是服务器渲染或者合并到真实 DOM 失败,创建一个空节点替换原有节点
oldVnode = emptyNodeAt(oldVnode)
}
// 替换已有元素
const oldElm = oldVnode.elm
const parentElm = nodeOps.parentNode(oldElm)
// 创建新节点
createElm(
vnode,
insertedVnodeQueue,
oldElm._leaveCb ? null : parentElm,
nodeOps.nextSibling(oldElm)
)
// 递归更新父级占位节点元素,
if (isDef(vnode.parent)) {
let ancestor = vnode.parent
const patchable = isPatchable(vnode)
while (ancestor) {
for (let i = 0; i < cbs.destroy.length; ++i) {
cbs.destroy[i](ancestor)
}
ancestor.elm = vnode.elm
if (patchable) {
for (let i = 0; i < cbs.create.length; ++i) {
cbs.create[i](emptyNode, ancestor)
}
const insert = ancestor.data.hook.insert
if (insert.merged) {
for (let i = 1; i < insert.fns.length; i++) {
insert.fns[i]()
}
}
} else {
registerRef(ancestor)
}
ancestor = ancestor.parent
}
}
// 销毁旧节点
if (isDef(parentElm)) {
removeVnodes(parentElm, [oldVnode], 0, 0)
} else if (isDef(oldVnode.tag)) {
invokeDestroyHook(oldVnode)
}
}
}
// 调用 insert 钩子
invokeInsertHook(vnode, insertedVnodeQueue, isInitialPatch)
return vnode.elm
}
}
具体解析看代码注释~抛开调用生命周期钩子和销毁就节点不谈,我们发现代码中的关键在于 createElm
和 patchVnode
方法。
createElm
先看 createElm
方法,这个方法创建了真实 DOM 元素。
function createElm (
vnode,
insertedVnodeQueue,
parentElm,
refElm,
nested,
ownerArray,
index
) {
if (isDef(vnode.elm) && isDef(ownerArray)) {
vnode = ownerArray[index] = cloneVNode(vnode)
}
vnode.isRootInsert = !nested // for transition enter check
// 创建组件
if (createComponent(vnode, insertedVnodeQueue, parentElm, refElm)) {
return
}
const data = vnode.data
const children = vnode.children
const tag = vnode.tag
if (isDef(tag)) {
vnode.elm = vnode.ns
? nodeOps.createElementNS(vnode.ns, tag)
: nodeOps.createElement(tag, vnode)
setScope(vnode)
createChildren(vnode, children, insertedVnodeQueue)
if (isDef(data)) {
invokeCreateHooks(vnode, insertedVnodeQueue)
}
insert(parentElm, vnode.elm, refElm)
} else if (isTrue(vnode.isComment)) {
vnode.elm = nodeOps.createComment(vnode.text)
insert(parentElm, vnode.elm, refElm)
} else {
vnode.elm = nodeOps.createTextNode(vnode.text)
insert(parentElm, vnode.elm, refElm)
}
}
重点关注代码中的方法执行。代码太多,就不贴出来了,简单说说用途。
-
cloneVNode
用于克隆当前 vnode 对象。 -
createComponent
用于创建组件,在调用了组件初始化钩子之后,初始化组件,并且重新激活组件。在重新激活组件中使用insert
方法操作 DOM。 -
nodeOps.createElementNS
和nodeOps.createElement
方法,其实是真实 DOM 的方法。 -
setScope
用于为 scoped CSS 设置作用域 ID 属性 -
createChildren
用于创建子节点,如果子节点是数组,则遍历执行createElm
方法,如果子节点的 text 属性有数据,则使用nodeOps.appendChild(...)
在真实 DOM 中插入文本内容。 -
insert
用于将元素插入真实 DOM 中。
所以,这里的 nodeOps
指的肯定就是真实的 DOM 节点了。最终,这些所有的方法都调用了 nodeOps
中的方法来操作 DOM 元素。
这里顺便科普下 DOM 的属性和方法。下面把源码中用到的几个方法列出来便于学习:
- appendChild: 向元素添加新的子节点,作为最后一个子节点。
- insertBefore: 在指定的已有的子节点之前插入新节点。
- tagName: 返回元素的标签名。
- removeChild: 从元素中移除子节点。
- createElementNS: 创建带有指定命名空间的元素节点。
- createElement: 创建元素节点。
- createComment: 创建注释节点。
- createTextNode: 创建文本节点。
- setAttribute: 把指定属性设置或更改为指定值。
- nextSibling: 返回位于相同节点树层级的下一个节点。
- parentNode: 返回元素父节点。
- setTextContent: 获取文本内容(这个未在w3school中找到,不过应该就是这个意思了)。
OK,知道以上方法就比较好理解了,createElm
方法的最终目的就是创建真实的 DOM 对象。
patchVnode
看过了创建真实 DOM 后,我们来学习虚拟 DOM 如何实现 DOM 的更新。这才是虚拟 DOM 的存在意义 —— 比对并局部更新 DOM 以达到性能优化的目的。
看代码~
// 补丁 vnode
function patchVnode (oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, removeOnly) {
// 新旧 vnode 相等
if (oldVnode === vnode) {
return
}
const elm = vnode.elm = oldVnode.elm
// 异步占位
if (isTrue(oldVnode.isAsyncPlaceholder)) {
if (isDef(vnode.asyncFactory.resolved)) {
hydrate(oldVnode.elm, vnode, insertedVnodeQueue)
} else {
vnode.isAsyncPlaceholder = true
}
return
}
// 如果新旧 vnode 为静态;新旧 vnode key相同;
// 新 vnode 是克隆所得;新 vnode 有 v-once 的属性
// 则新 vnode 的 componentInstance 用老的 vnode 的。
// 即 vnode 的 componentInstance 保持不变。
if (isTrue(vnode.isStatic) &&
isTrue(oldVnode.isStatic) &&
vnode.key === oldVnode.key &&
(isTrue(vnode.isCloned) || isTrue(vnode.isOnce))
) {
vnode.componentInstance = oldVnode.componentInstance
return
}
let i
const data = vnode.data
// 执行 data.hook.prepatch 钩子。
if (isDef(data) && isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.prepatch)) {
i(oldVnode, vnode)
}
const oldCh = oldVnode.children
const ch = vnode.children
if (isDef(data) && isPatchable(vnode)) {
// 遍历 cbs,执行 update 方法
for (i = 0; i < cbs.update.length; ++i) cbs.update[i](oldVnode, vnode)
// 执行 data.hook.update 钩子
if (isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.update)) i(oldVnode, vnode)
}
// 旧 vnode 的 text 选项为 undefined
if (isUndef(vnode.text)) {
if (isDef(oldCh) && isDef(ch)) {
// 新旧 vnode 都有 children,且不同,执行 updateChildren 方法。
if (oldCh !== ch) updateChildren(elm, oldCh, ch, insertedVnodeQueue, removeOnly)
} else if (isDef(ch)) {
// 清空文本,添加 vnode
if (isDef(oldVnode.text)) nodeOps.setTextContent(elm, '')
addVnodes(elm, null, ch, 0, ch.length - 1, insertedVnodeQueue)
} else if (isDef(oldCh)) {
// 移除 vnode
removeVnodes(elm, oldCh, 0, oldCh.length - 1)
} else if (isDef(oldVnode.text)) {
// 如果新旧 vnode 都是 undefined,清空文本
nodeOps.setTextContent(elm, '')
}
} else if (oldVnode.text !== vnode.text) {
// 有不同文本内容,更新文本内容
nodeOps.setTextContent(elm, vnode.text)
}
if (isDef(data)) {
// 执行 data.hook.postpatch 钩子,表明 patch 完毕
if (isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.postpatch)) i(oldVnode, vnode)
}
}
源码中添加了一些注释便于理解,来理一下逻辑。
- 如果两个vnode相等,不需要 patch,退出。
- 如果是异步占位,执行 hydrate 方法或者定义 isAsyncPlaceholder 为 true,然后退出。
- 如果两个vnode都为静态,不用更新,所以讲以前的 componentInstance 实例传给当前 vnode,并退出。
- 执行 prepatch 钩子。
- 遍历调用 update 回调,并执行 update 钩子。
- 如果两个 vnode 都有 children,且 vnode 没有 text、两个 vnode 不相等,执行 updateChildren 方法。这是虚拟 DOM 的关键。
- 如果新 vnode 有 children,而老的没有,清空文本,并添加 vnode 节点。
- 如果老 vnode 有 children,而新的没哟,清空文本,并移除 vnode 节点。
- 如果两个 vnode 都没有 children,老 vnode 有 text ,新 vnode 没有 text ,则清空 DOM 文本内容。
- 如果老 vnode 和新 vnode 的 text 不同,更新 DOM 元素文本内容。
- 调用 postpatch 钩子。
其中,addVnodes
方法和 removeVnodes
都比较简单,很好理解。这里我们来看看关键代码 updateChildren
方法。
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, vnodeToMove, refElm
// removeOnly 是一个只用于 <transition-group> 的特殊标签,
// 确保移除元素过程中保持一个正确的相对位置。
const canMove = !removeOnly
if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
checkDuplicateKeys(newCh)
}
while (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) {
if (isUndef(oldStartVnode)) {
// 开始老 vnode 向右一位
oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx] // Vnode has been moved left
} else if (isUndef(oldEndVnode)) {
// 结束老 vnode 向左一位
oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
} else if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) {
// 新旧开始 vnode 相似,进行pacth。开始 vnode 向右一位
patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue)
oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
} else if (sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) {
// 新旧结束 vnode 相似,进行patch。结束 vnode 向左一位
patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue)
oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
} else if (sameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) { // Vnode moved right
// 新结束 vnode 和老开始 vnode 相似,进行patch。
patchVnode(oldStartVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue)
// 老开始 vnode 插入到真实 DOM 中,老开始 vnode 向右一位,新结束 vnode 向左一位
canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldStartVnode.elm, nodeOps.nextSibling(oldEndVnode.elm))
oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
} else if (sameVnode(oldEndVnode, newStartVnode)) { // Vnode moved left
// 老结束 vnode 和新开始 vnode 相似,进行 patch。
patchVnode(oldEndVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue)
// 老结束 vnode 插入到真实 DOM 中,老结束 vnode 向左一位,新开始 vnode 向右一位
canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldEndVnode.elm, oldStartVnode.elm)
oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
} else {
// 获取老 Idx 的 key
if (isUndef(oldKeyToIdx)) oldKeyToIdx = createKeyToOldIdx(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
// 给老 idx 赋值
idxInOld = isDef(newStartVnode.key)
? oldKeyToIdx[newStartVnode.key]
: findIdxInOld(newStartVnode, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
if (isUndef(idxInOld)) {
// 如果老 idx 为 undefined,说明没有这个元素,创建新 DOM 元素。
createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx)
} else {
// 获取 vnode
vnodeToMove = oldCh[idxInOld]
if (sameVnode(vnodeToMove, newStartVnode)) {
// 如果生成的 vnode 和新开始 vnode 相似,执行 patch。
patchVnode(vnodeToMove, newStartVnode, insertedVnodeQueue)
// 赋值 undefined,插入 vnodeToMove 元素
oldCh[idxInOld] = undefined
canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, vnodeToMove.elm, oldStartVnode.elm)
} else {
// 相同的key不同的元素,视为新元素
createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx)
}
}
// 新开始 vnode 向右一位
newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
}
}
// 如果老开始 idx 大于老结束 idx,如果是有效数据则添加 vnode 到新 vnode 中。
if (oldStartIdx > oldEndIdx) {
refElm = isUndef(newCh[newEndIdx + 1]) ? null : newCh[newEndIdx + 1].elm
addVnodes(parentElm, refElm, newCh, newStartIdx, newEndIdx, insertedVnodeQueue)
} else if (newStartIdx > newEndIdx) {
// 移除 vnode
removeVnodes(parentElm, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
}
}
表示已看晕……让我们慢慢捋一捋……
- 看参数,其中 oldCh 和 newCh 即表示了新旧 vnode 数组,两组数组通过比对的方式来差异化更新 DOM。
- 定义了一些变量:开始索引值、结束索引值、开始vnode、结束vnode等等……
- 进行循环遍历,遍历条件为 oldStartIdx <= oldEndIdx 和 newStartIdx <= newEndIdx,在遍历过程中,oldStartIdx 和 newStartIdx 递增,oldEndIdx 和 newEndIdx 递减。当条件不符合跳出遍历循环。
-
如果 oldStartVnode 和 newStartVnode 相似,执行 patch。
- 如果 oldEndVnode 和 newEndVnode 相似,执行 patch。
-
如果 oldStartVnode 和 newEndVnode 相似,执行 patch,并且将该节点移动到 vnode 数组末一位。
-
如果 oldEndVnode 和 newStartVnode 相似,执行 patch,并且将该节点移动到 vnode 数组第一位。
- 如果没有相同的 idx,执行 createElm 方法创建元素。
-
如果如有相同的 idx,如果两个 vnode 相似,执行 patch,并且将该节点移动到 vnode 数组第一位。如果两个 vnode 不相似,视为新元素,执行 createElm 创建。
-
如果老 vnode 数组的开始索引大于结束索引,说明新 node 数组长度大于老 vnode 数组,执行 addVnodes 方法添加这些新 vnode 到 DOM 中。
-
如果老 vnode 数组的开始索引小于结束索引,说明老 node 数组长度大于新 vnode 数组,执行 removeVnodes 方法从 DOM 中移除老 vnode 数组中多余的 vnode。
嗯……就是这样!
最后
毕竟是Vue的核心功能之一,虽然省略了不少代码,但博客篇幅很长。写了两天才写完。不过写完博客后感觉对于 Vue 的理解又加深了很多。
在下一篇博客中,我们一起来学习template的解析。
参考文档
Vue.js学习系列
鉴于前端知识碎片化严重,我希望能够系统化的整理出一套关于Vue的学习系列博客。
Vue.js学习系列项目地址
本文源码已收入到GitHub中,以供参考,当然能留下一个star更好啦-。
https://github.com/violetjack/VueStudyDemos
关于作者
VioletJack,高效学习前端工程师,喜欢研究提高效率的方法,也专注于Vue前端相关知识的学习、整理。
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