一、是什么
diff 算法是一种通过同层的树节点进行比较的高效算法
其有两个特点：
- 比较只会在同层级进行, 不会跨层级比较
- 在diff比较的过程中，循环从两边向中间比较
diff 算法的在很多场景下都有应用，在 vue 中，作用于虚拟 dom 渲染成真实 dom 的新旧 VNode 节点比较
二、比较方式
diff整体策略为：深度优先，同层比较
- 比较只会在同层级进行, 不会跨层级比较
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- 比较的过程中，循环从两边向中间收拢
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下面举个vue通过diff算法更新的例子：
新旧VNode节点如下图所示：
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第一次循环后，发现旧节点D与新节点D相同，直接复用旧节点D作为diff后的第一个真实节点，同时旧节点endIndex移动到C，新节点的 startIndex 移动到了 C
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第二次循环后，同样是旧节点的末尾和新节点的开头(都是 C)相同，同理，diff 后创建了 C 的真实节点插入到第一次创建的 B 节点后面。同时旧节点的 endIndex 移动到了 B，新节点的 startIndex 移动到了 E
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第三次循环中，发现E没有找到，这时候只能直接创建新的真实节点 E，插入到第二次创建的 C 节点之后。同时新节点的 startIndex 移动到了 A。旧节点的 startIndex 和 endIndex 都保持不动
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第四次循环中，发现了新旧节点的开头(都是 A)相同，于是 diff 后创建了 A 的真实节点，插入到前一次创建的 E 节点后面。同时旧节点的 startIndex 移动到了 B，新节点的startIndex 移动到了 B
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第五次循环中，情形同第四次循环一样，因此 diff 后创建了 B 真实节点 插入到前一次创建的 A 节点后面。同时旧节点的 startIndex移动到了 C，新节点的 startIndex 移动到了 F
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新节点的 startIndex 已经大于 endIndex 了，需要创建 newStartIdx 和 newEndIdx 之间的所有节点，也就是节点F，直接创建 F 节点对应的真实节点放到 B 节点后面
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三、原理分析
当数据发生改变时，set方法会调用Dep.notify通知所有订阅者Watcher，订阅者就会调用patch给真实的DOM打补丁，更新相应的视图
源码位置：src/core/vdom/patch.js
function patch(oldVnode, vnode, hydrating, removeOnly) {
if (isUndef(vnode)) { // 没有新节点，直接执行destory钩子函数
if (isDef(oldVnode)) invokeDestroyHook(oldVnode)
return
}
let isInitialPatch = false
const insertedVnodeQueue = []
if (isUndef(oldVnode)) {
isInitialPatch = true
createElm(vnode, insertedVnodeQueue) // 没有旧节点，直接用新节点生成dom元素
} else {
const isRealElement = isDef(oldVnode.nodeType)
if (!isRealElement && sameVnode(oldVnode, vnode)) {
// 判断旧节点和新节点自身一样，一致执行patchVnode
patchVnode(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, null, null, removeOnly)
} else {
// 否则直接销毁及旧节点，根据新节点生成dom元素
if (isRealElement) {
if (oldVnode.nodeType === 1 && oldVnode.hasAttribute(SSR_ATTR)) {
oldVnode.removeAttribute(SSR_ATTR)
hydrating = true
}
if (isTrue(hydrating)) {
if (hydrate(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue)) {
invokeInsertHook(vnode, insertedVnodeQueue, true)
return oldVnode
}
}
oldVnode = emptyNodeAt(oldVnode)
}
return vnode.elm
}
}
}
patch函数前两个参数位为oldVnode 和 Vnode ，分别代表新的节点和之前的旧节点，主要做了四个判断：
- 没有新节点，直接触发旧节点的
destory钩子 - 没有旧节点，说明是页面刚开始初始化的时候，此时，根本不需要比较了，直接全是新建，所以只调用
createElm - 旧节点和新节点自身一样，通过
sameVnode判断节点是否一样，一样时，直接调用patchVnode去处理这两个节点 - 旧节点和新节点自身不一样，当两个节点不一样的时候，直接创建新节点，删除旧节点
下面主要讲的是patchVnode部分
function patchVnode (oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, removeOnly) {
// 如果新旧节点一致，什么都不做
if (oldVnode === vnode) {
return
}
// 让vnode.el引用到现在的真实dom，当el修改时，vnode.el会同步变化
const elm = vnode.elm = oldVnode.elm
// 异步占位符
if (isTrue(oldVnode.isAsyncPlaceholder)) {
if (isDef(vnode.asyncFactory.resolved)) {
hydrate(oldVnode.elm, vnode, insertedVnodeQueue)
} else {
vnode.isAsyncPlaceholder = true
}
return
}
// 如果新旧都是静态节点，并且具有相同的key
// 当vnode是克隆节点或是v-once指令控制的节点时，只需要把oldVnode.elm和oldVnode.child都复制到vnode上
// 也不用再有其他操作
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
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)) {
for (i = 0; i < cbs.update.length; ++i) cbs.update[i](oldVnode, vnode)
if (isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.update)) i(oldVnode, vnode)
}
// 如果vnode不是文本节点或者注释节点
if (isUndef(vnode.text)) {
// 并且都有子节点
if (isDef(oldCh) && isDef(ch)) {
// 并且子节点不完全一致，则调用updateChildren
if (oldCh !== ch) updateChildren(elm, oldCh, ch, insertedVnodeQueue, removeOnly)
// 如果只有新的vnode有子节点
} else if (isDef(ch)) {
if (isDef(oldVnode.text)) nodeOps.setTextContent(elm, '')
// elm已经引用了老的dom节点，在老的dom节点上添加子节点
addVnodes(elm, null, ch, 0, ch.length - 1, insertedVnodeQueue)
// 如果新vnode没有子节点，而vnode有子节点，直接删除老的oldCh
} else if (isDef(oldCh)) {
removeVnodes(elm, oldCh, 0, oldCh.length - 1)
// 如果老节点是文本节点
} else if (isDef(oldVnode.text)) {
nodeOps.setTextContent(elm, '')
}
// 如果新vnode和老vnode是文本节点或注释节点
// 但是vnode.text != oldVnode.text时，只需要更新vnode.elm的文本内容就可以
} else if (oldVnode.text !== vnode.text) {
nodeOps.setTextContent(elm, vnode.text)
}
if (isDef(data)) {
if (isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.postpatch)) i(oldVnode, vnode)
}
}
patchVnode主要做了几个判断：
- 新节点是否是文本节点，如果是，则直接更新
dom的文本内容为新节点的文本内容 - 新节点和旧节点如果都有子节点，则处理比较更新子节点
- 只有新节点有子节点，旧节点没有，那么不用比较了，所有节点都是全新的，所以直接全部新建就好了，新建是指创建出所有新
DOM，并且添加进父节点 - 只有旧节点有子节点而新节点没有，说明更新后的页面，旧节点全部都不见了，那么要做的，就是把所有的旧节点删除，也就是直接把
DOM删除
子节点不完全一致，则调用updateChildren
function updateChildren (parentElm, oldCh, newCh, insertedVnodeQueue, removeOnly) {
let oldStartIdx = 0 // 旧头索引
let newStartIdx = 0 // 新头索引
let oldEndIdx = oldCh.length - 1 // 旧尾索引
let newEndIdx = newCh.length - 1 // 新尾索引
let oldStartVnode = oldCh[0] // oldVnode的第一个child
let oldEndVnode = oldCh[oldEndIdx] // oldVnode的最后一个child
let newStartVnode = newCh[0] // newVnode的第一个child
let newEndVnode = newCh[newEndIdx] // newVnode的最后一个child
let oldKeyToIdx, idxInOld, vnodeToMove, refElm
// removeOnly is a special flag used only by <transition-group>
// to ensure removed elements stay in correct relative positions
// during leaving transitions
const canMove = !removeOnly
// 如果oldStartVnode和oldEndVnode重合，并且新的也都重合了，证明diff完了，循环结束
while (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) {
// 如果oldVnode的第一个child不存在
if (isUndef(oldStartVnode)) {
// oldStart索引右移
oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx] // Vnode has been moved left
// 如果oldVnode的最后一个child不存在
} else if (isUndef(oldEndVnode)) {
// oldEnd索引左移
oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
// oldStartVnode和newStartVnode是同一个节点
} else if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) {
// patch oldStartVnode和newStartVnode， 索引左移，继续循环
patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue)
oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
// oldEndVnode和newEndVnode是同一个节点
} else if (sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) {
// patch oldEndVnode和newEndVnode，索引右移，继续循环
patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue)
oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
// oldStartVnode和newEndVnode是同一个节点
} else if (sameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) { // Vnode moved right
// patch oldStartVnode和newEndVnode
patchVnode(oldStartVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue)
// 如果removeOnly是false，则将oldStartVnode.eml移动到oldEndVnode.elm之后
canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldStartVnode.elm, nodeOps.nextSibling(oldEndVnode.elm))
// oldStart索引右移，newEnd索引左移
oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
// 如果oldEndVnode和newStartVnode是同一个节点
} else if (sameVnode(oldEndVnode, newStartVnode)) { // Vnode moved left
// patch oldEndVnode和newStartVnode
patchVnode(oldEndVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue)
// 如果removeOnly是false，则将oldEndVnode.elm移动到oldStartVnode.elm之前
canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldEndVnode.elm, oldStartVnode.elm)
// oldEnd索引左移，newStart索引右移
oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
// 如果都不匹配
} else {
if (isUndef(oldKeyToIdx)) oldKeyToIdx = createKeyToOldIdx(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
// 尝试在oldChildren中寻找和newStartVnode的具有相同的key的Vnode
idxInOld = isDef(newStartVnode.key)
? oldKeyToIdx[newStartVnode.key]
: findIdxInOld(newStartVnode, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
// 如果未找到，说明newStartVnode是一个新的节点
if (isUndef(idxInOld)) { // New element
// 创建一个新Vnode
createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm)
// 如果找到了和newStartVnodej具有相同的key的Vnode，叫vnodeToMove
} else {
vnodeToMove = oldCh[idxInOld]
/* istanbul ignore if */
if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && !vnodeToMove) {
warn(
'It seems there are duplicate keys that is causing an update error. ' +
'Make sure each v-for item has a unique key.'
)
}
// 比较两个具有相同的key的新节点是否是同一个节点
//不设key，newCh和oldCh只会进行头尾两端的相互比较，设key后，除了头尾两端的比较外，还会从用key生成的对象oldKeyToIdx中查找匹配的节点，所以为节点设置key可以更高效的利用dom。
if (sameVnode(vnodeToMove, newStartVnode)) {
// patch vnodeToMove和newStartVnode
patchVnode(vnodeToMove, newStartVnode, insertedVnodeQueue)
// 清除
oldCh[idxInOld] = undefined
// 如果removeOnly是false，则将找到的和newStartVnodej具有相同的key的Vnode，叫vnodeToMove.elm
// 移动到oldStartVnode.elm之前
canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, vnodeToMove.elm, oldStartVnode.elm)
// 如果key相同，但是节点不相同，则创建一个新的节点
} else {
// same key but different element. treat as new element
createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm)
}
}
// 右移
newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
}
}
while循环主要处理了以下五种情景：
- 当新老
VNode节点的start相同时，直接patchVnode，同时新老VNode节点的开始索引都加 1 - 当新老
VNode节点的end相同时，同样直接patchVnode，同时新老VNode节点的结束索引都减 1 - 当老
VNode节点的start和新VNode节点的end相同时，这时候在patchVnode后，还需要将当前真实dom节点移动到oldEndVnode的后面，同时老VNode节点开始索引加 1，新VNode节点的结束索引减 1 - 当老
VNode节点的end和新VNode节点的start相同时，这时候在patchVnode后，还需要将当前真实dom节点移动到oldStartVnode的前面，同时老VNode节点结束索引减 1，新VNode节点的开始索引加 1 - 如果都不满足以上四种情形，那说明没有相同的节点可以复用，则会分为以下两种情况：
- 从旧的
VNode为key值，对应index序列为value值的哈希表中找到与newStartVnode一致key的旧的VNode节点，再进行patchVnode，同时将这个真实dom移动到oldStartVnode对应的真实dom的前面 - 调用
createElm创建一个新的dom节点放到当前newStartIdx的位置
- 从旧的
小结
- 当数据发生改变时，订阅者
watcher就会调用patch给真实的DOM打补丁 - 通过
isSameVnode进行判断，相同则调用patchVnode方法 -
patchVnode做了以下操作：- 找到对应的真实
dom，称为el - 如果都有都有文本节点且不相等，将
el文本节点设置为Vnode的文本节点 - 如果
oldVnode有子节点而VNode没有，则删除el子节点 - 如果
oldVnode没有子节点而VNode有，则将VNode的子节点真实化后添加到el - 如果两者都有子节点，则执行
updateChildren函数比较子节点
- 找到对应的真实
-
updateChildren主要做了以下操作：- 设置新旧
VNode的头尾指针 - 新旧头尾指针进行比较，循环向中间靠拢，根据情况调用
patchVnode进行patch重复流程、调用createElem创建一个新节点，从哈希表寻找key一致的VNode节点再分情况操作
- 设置新旧
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