详解vue的diff算法

1. 当数据发生变化时，vue是怎么更新节点的？

要知道渲染真实DOM的开销是很大的，比如有时候我们修改了某个数据，如果直接渲染到真实dom上会引起整个dom树的重绘和重排，有没有可能我们只更新我们修改的那一小块dom而不要更新整个dom呢？diff算法能够帮助我们。

我们先根据真实DOM生成一颗virtual DOM，当virtual DOM某个节点的数据改变后会生成一个新的Vnode，然后Vnode和oldVnode作对比，发现有不一样的地方就直接修改在真实的DOM上，然后使oldVnode的值为Vnode。

diff的过程就是调用名为patch的函数，比较新旧节点，一边比较一边给真实的DOM打补丁。

2. virtual DOM和真实DOM的区别？

virtual DOM是将真实的DOM的数据抽取出来，以对象的形式模拟树形结构。比如dom是这样的：

<div><p>123</p></div>

对应的virtual DOM（伪代码）：

varVnode = {

    tag: 'div',

    children: [

        { tag: 'p', text: '123' }

    ]

};

（温馨提示：VNode和oldVNode都是对象，一定要记住）

3. diff的比较方式？

在采取diff算法比较新旧节点的时候，比较只会在同层级进行, 不会跨层级比较。

<div><p>123</p></div><div><span>456</span></div>

上面的代码会分别比较同一层的两个div以及第二层的p和span，但是不会拿div和span作比较。在别处看到的一张很形象的图：

diff流程图

当数据发生改变时，set方法会让调用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。

具体分析

patch

来看看patch是怎么打补丁的（代码只保留核心部分）

function patch (oldVnode, vnode) {

    // some codeif (sameVnode(oldVnode, vnode)) {

        patchVnode(oldVnode, vnode)

    } else {

        const oEl = oldVnode.el// 当前oldVnode对应的真实元素节点let parentEle = api.parentNode(oEl)// 父元素createEle(vnode)// 根据Vnode生成新元素if(parentEle !==null) {

            api.insertBefore(parentEle, vnode.el, api.nextSibling(oEl)) // 将新元素添加进父元素api.removeChild(parentEle, oldVnode.el)// 移除以前的旧元素节点oldVnode =null        }

    }

    // some code return vnode

}

patch函数接收两个参数oldVnode和Vnode分别代表新的节点和之前的旧节点

判断两节点是否值得比较，值得比较则执行patchVnode

function sameVnode (a, b) {

  return (

    a.key === b.key &&// key值a.tag === b.tag &&// 标签名a.isComment === b.isComment &&// 是否为注释节点// 是否都定义了data，data包含一些具体信息，例如onclick , styleisDef(a.data) === isDef(b.data) && 

    sameInputType(a, b) // 当标签是<input>的时候，type必须相同  )

}

不值得比较则用Vnode替换oldVnode

如果两个节点都是一样的，那么就深入检查他们的子节点。如果两个节点不一样那就说明Vnode完全被改变了，就可以直接替换oldVnode。

虽然这两个节点不一样但是他们的子节点一样怎么办？别忘了，diff可是逐层比较的，如果第一层不一样那么就不会继续深入比较第二层了。（我在想这算是一个缺点吗？相同子节点不能重复利用了...）

patchVnode

当我们确定两个节点值得比较之后我们会对两个节点指定patchVnode方法。那么这个方法做了什么呢？

patchVnode (oldVnode, vnode) {

    const el = vnode.el = oldVnode.el

    let i, oldCh = oldVnode.children, ch = vnode.children

    if(oldVnode === vnode)returnif(oldVnode.text !==null&& vnode.text !==null&& oldVnode.text !== vnode.text) {

        api.setTextContent(el, vnode.text)

    }else {

        updateEle(el, vnode, oldVnode)

        if(oldCh && ch && oldCh !== ch) {

            updateChildren(el, oldCh, ch)

        }elseif (ch){

            createEle(vnode) //create el's children dom}elseif (oldCh){

            api.removeChildren(el)

        }

    }

}

这个函数做了以下事情：

找到对应的真实dom，称为el

判断Vnode和oldVnode是否指向同一个对象，如果是，那么直接return

如果他们都有文本节点并且不相等，那么将el的文本节点设置为Vnode的文本节点。

如果oldVnode有子节点而Vnode没有，则删除el的子节点

如果oldVnode没有子节点而Vnode有，则将Vnode的子节点真实化之后添加到el

如果两者都有子节点，则执行updateChildren函数比较子节点，这一步很重要

其他几个点都很好理解，我们详细来讲一下updateChildren

updateChildren

代码量很大，不方便一行一行的讲解，所以下面结合一些示例图来描述一下。

updateChildren (parentElm, oldCh, newCh) {

    let oldStartIdx = 0, 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

    let idxInOld

    let elmToMove

    let before

    while(oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) {

        if(oldStartVnode ==null) {// 对于vnode.key的比较，会把oldVnode = nulloldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]

        }elseif(oldEndVnode ==null) {

            oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]

        }elseif(newStartVnode ==null) {

            newStartVnode = newCh[++newStartIdx]

        }elseif(newEndVnode ==null) {

            newEndVnode = newCh[--newEndIdx]

        }elseif (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) {

            patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode)

            oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]

            newStartVnode = newCh[++newStartIdx]

        }elseif (sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) {

            patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode)

            oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]

            newEndVnode = newCh[--newEndIdx]

        }elseif (sameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) {

            patchVnode(oldStartVnode, newEndVnode)

            api.insertBefore(parentElm, oldStartVnode.el, api.nextSibling(oldEndVnode.el))

            oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]

            newEndVnode = newCh[--newEndIdx]

        }elseif (sameVnode(oldEndVnode, newStartVnode)) {

            patchVnode(oldEndVnode, newStartVnode)

            api.insertBefore(parentElm, oldEndVnode.el, oldStartVnode.el)

            oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]

            newStartVnode = newCh[++newStartIdx]

        }else {

          // 使用key时的比较if(oldKeyToIdx === undefined) {

                oldKeyToIdx = createKeyToOldIdx(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)// 有key生成index表            }

            idxInOld = oldKeyToIdx[newStartVnode.key]

            if(!idxInOld) {

                api.insertBefore(parentElm, createEle(newStartVnode).el, oldStartVnode.el)

                newStartVnode = newCh[++newStartIdx]

            }

            else {

                elmToMove = oldCh[idxInOld]

                if(elmToMove.sel !== newStartVnode.sel) {

                    api.insertBefore(parentElm, createEle(newStartVnode).el, oldStartVnode.el)

                }else {

                    patchVnode(elmToMove, newStartVnode)

                    oldCh[idxInOld] =null                    api.insertBefore(parentElm, elmToMove.el, oldStartVnode.el)

                }

                newStartVnode = newCh[++newStartIdx]

            }

        }

    }

    if(oldStartIdx > oldEndIdx) {

        before = newCh[newEndIdx + 1] ==null?null: newCh[newEndIdx + 1].el

        addVnodes(parentElm, before, newCh, newStartIdx, newEndIdx)

    }elseif(newStartIdx > newEndIdx) {

        removeVnodes(parentElm, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)

    }

}

先说一下这个函数做了什么

将Vnode的子节点Vch和oldVnode的子节点oldCh提取出来

oldCh和vCh各有两个头尾的变量StartIdx和EndIdx，它们的2个变量相互比较，一共有4种比较方式。如果4种比较都没匹配，如果设置了key，就会用key进行比较，在比较的过程中，变量会往中间靠，一旦StartIdx>EndIdx表明oldCh和vCh至少有一个已经遍历完了，就会结束比较。

图解updateChildren

终于来到了这一部分，上面的总结相信很多人也看得一脸懵逼，下面我们好好说道说道。（这都是我自己画的，求推荐好用的画图工具...）

粉红色的部分为oldCh和vCh

我们将它们取出来并分别用s和e指针指向它们的头child和尾child

现在分别对oldS、oldE、S、E两两做sameVnode比较，有四种比较方式，当其中两个能匹配上那么真实dom中的相应节点会移到Vnode相应的位置，这句话有点绕，打个比方

如果是oldS和E匹配上了，那么真实dom中的第一个节点会移到最后

如果是oldE和S匹配上了，那么真实dom中的最后一个节点会移到最前，匹配上的两个指针向中间移动

如果四种匹配没有一对是成功的，那么遍历oldChild，S挨个和他们匹配，匹配成功就在真实dom中将成功的节点移到最前面，如果依旧没有成功的，那么将S对应的节点插入到dom中对应的oldS位置，oldS和S指针向中间移动。

再配个图

第一步

oldS = a, oldE = d；

S = a, E = b;

oldS和S匹配，则将dom中的a节点放到第一个，已经是第一个了就不管了，此时dom的位置为：a b d

第二步

oldS = b, oldE = d；

S = c, E = b;

oldS和E匹配，就将原本的b节点移动到最后，因为E是最后一个节点，他们位置要一致，这就是上面说的：当其中两个能匹配上那么真实dom中的相应节点会移到Vnode相应的位置，此时dom的位置为：a d b

第三步

oldS = d, oldE = d；

S = c, E = d;

oldE和E匹配，位置不变此时dom的位置为：a d b

第四步

oldS++;

oldE--;

oldS > oldE;

遍历结束，说明oldCh先遍历完。就将剩余的vCh节点根据自己的的index插入到真实dom中去，此时dom位置为：a c d b

一次模拟完成。

这个匹配过程的结束有两个条件：

oldS > oldE表示oldCh先遍历完，那么就将多余的vCh根据index添加到dom中去（如上图）

S > E表示vCh先遍历完，那么就在真实dom中将区间为[oldS, oldE]的多余节点删掉

下面再举一个例子，可以像上面那样自己试着模拟一下

当这些节点sameVnode成功后就会紧接着执行patchVnode了，可以看一下上面的代码

if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) {

    patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode)

}

就这样层层递归下去，直到将oldVnode和Vnode中的所有子节点比对完。也将dom的所有补丁都打好啦。那么现在再回过去看updateChildren的代码会不会容易很多呢？

总结

以上为diff算法的全部过程，放上一张文章开始就发过的总结图，可以试试看着这张图回忆一下diff的过程。

以上内容，来自于 _wind 先生