一、前言
目前最流行的两大前端框架，React 和 Vue，都不约而同的借助 Virtual DOM 技术提高页面的渲染效率。那么，什么是 Virtual DOM ？它是通过什么方式去提升页面渲染效率的呢？本系列文章会详细讲解 Virtual DOM 的创建过程，并实现一个简单的 Diff 算法来更新页面。本文的内容脱离于任何的前端框架，只讲最纯粹的 Virtual DOM 。敲单词太累了，下文 Virtual DOM 一律用 VD 表示。
这是 VD 系列文章的开篇，后续还会有更多的文章带你深入了解 VD 的奥秘。
二、VD 是什么
本质上来说，VD 只是一个简单的JS对象，并且最少包含tag、props和children三个属性。不同的框架对这三个属性的命名会有点差别，但表达的意思是一致的。它们分别是标签名（ tag ）、属性（ props ）和子元素对象（ children ）。下面是一个典型的 VD 对象例子：
{
tag: "div",
props: {},
children: [
"Hello World",
{
tag: "ul",
props: {},
children: [{
tag: "li",
props: {
id: 1,
class: "li-1"
},
children: ["第", 1]
}]
}
]
}
VD 跟 dom 对象有一一对应的关系，上面的 VD 是由以下的 HTML 生成的
<div>
Hello World
<ul>
<li id="1" class="li-1">
第1
</li>
</ul>
</div>
一个 dom 对象，比如li，由tag(li), props({id: 1, class: "li-1"})和children(["第", 1])三个属性来描述。
三、为什么需要 VD
借助 VD，可以达到有效减少页面渲染次数的目的，从而提高渲染效率。我们先来看下页面的更新一般会经过几个阶段。
1.png
从上面的例子中，可以看出页面的呈现会分以下3个阶段：
- JS计算
- 生成渲染树
- 绘制页面
这个例子里面，JS 计算用了691毫秒，生成渲染树578毫秒，绘制73毫秒。如果能有效的减少生成渲染树和绘制所花的时间，更新页面的效率也会随之提高。
通过 VD 的比较，我们可以将多个操作合并成一个批量的操作，从而减少 dom 重排的次数，进而缩短了生成渲染树和绘制所花的时间。至于如何基于 VD 更有效率的更新 dom，是一个很有趣的话题，日后有机会将另写一篇文章介绍。
四、如何实现 VD 与真实 DOM 的映射
我们先从如何生成 VD 说起。借助 JSX 编译器，可以将文件中的 HTML 转化成函数的形式，然后再利用这个函数生成 VD。看下面这个例子：
function render() {
return (
<div>
Hello World
<ul>
<li id="1" class="li-1">
第1
</li>
</ul>
</div>
);
}
这个函数经过 JSX 编译后，会输出下面的内容：
function render() {
return h(
'div',
null,
'Hello World',
h(
'ul',
null,
h(
'li',
{ id: '1', 'class': 'li-1' },
'\u7B2C1'
)
)
);
}
这里的h是一个函数，可以起任意的名字。这个名字通过 babel 进行配置：
// .babelrc 文件
{
"plugins": [
["transform-react-jsx", {
"pragma": "h" // 这里可配置任意的名称
}]
]
}
接下来，我们只需要定义 h 函数，就能构造出 VD
function flatten(arr) {
return [].concat.apply([], arr);
}
function h(tag, props, ...children) {
return {
tag,
props: props || {},
children: flatten(children) || []
};
}
h 函数会传入三个或以上的参数，前两个参数一个是标签名，一个是属性对象，从第三个参数开始的其它参数都是 children。children 元素有可能是数组的形式，需要将数组解构一层。比如：
function render() {
return (
<ul>
<li>0</li>
{
[1, 2, 3].map( i => (
<li>{i}</li>
))
}
</ul>
);
}
// JSX 编译后
function render() {
return h(
'ul',
null,
h(
'li',
null,
'0'
),
/*
* 需要将下面这个数组解构出来再放到 children 数组中
*/
[1, 2, 3].map(i => h(
'li',
null,
i
))
);
}
继续之前的例子。执行 h 函数后，最终会得到如下的 VD 对象：
{
tag: "div",
props: {},
children: [
"Hello World",
{
tag: "ul",
props: {},
children: [{
tag: "li",
props: {
id: 1,
class: "li-1"
},
children: ["第", 1]
}]
}
]
}
下一步，通过遍历 VD 对象，生成真实的 dom
// 创建 dom 元素
function createElement(vdom) {
// 如果 vdom 是字符串或者数字类型，则创建文本节点，比如“Hello World”
if (typeof vdom === 'string' || typeof vdom === 'number') {
return doc.createTextNode(vdom);
}
const {tag, props, children} = vdom;
// 1. 创建元素
const element = doc.createElement(tag);
// 2. 属性赋值
setProps(element, props);
// 3. 创建子元素
// appendChild 在执行的时候，会检查当前的 this 是不是 dom 对象，因此要 bind 一下
children.map(createElement)
.forEach(element.appendChild.bind(element));
return element;
}
// 属性赋值
function setProps(element, props) {
for (let key in props) {
element.setAttribute(key, props[key]);
}
}
createElement函数执行完后，dom元素就创建完并展示到页面上了（页面比较丑，不要介意...）。
2.png
五、总结
本文介绍了 VD 的基本概念，并讲解了如何利用 JSX 编译 HTML 标签，然后生成 VD，进而创建真实 dom 的过程。下一篇文章将会实现一个简单的 VD Diff 算法，找出 2 个 VD 的差异并将更新的元素映射到 dom 中去。
P.S.: 想看完整代码见这里：代码
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