因为Diff算法,计算的就是虚拟DOM的差异,所以先铺垫一点点虚拟DOM,了解一下其结构,再来一层层揭开Diff算法的面纱,深入浅出,助你彻底弄懂Diff算法原理

# 认识虚拟DOM

虚拟DOM简单说就是用JS对象来模拟DOM结构

那它是怎么用JS对象模拟DOM结构的呢?例子

<template>
    <div id="app" class="container">
        <h1>慕华</h1>
    </div>
</template>

上面的模板转成虚拟DOM就是下面这样的

{
    tag: 'div',
    props: { id: 'app', class: 'container' },
    children: [
        { tag: 'h1', children: '慕华' }
    ]
}

这样的DOM结构就称为虚拟DOM(Virtual Node),简称vnode

它的表达方式就是把每一个标签都转为一个对象,这个对象可以有三个属性:tag、props、children

  • tag: 必选。就是标签。也可以是组件,或者函数
  • props: 非必选。就是这个标签上的属性和方法
  • children: 非必选。就是这个标签的内容或者子节点,如果是文本节点就是字符串,如果有子节点就是数组。换句话说 如果判断children是字符串的话,就表示一定是文本节点,这个节点肯定没有子元素

为什么要使用虚拟DOM呢?看个图 虚拟DOM

如图可以看出原生DOM有非常多的属性和时间,就算是创建一个空div也要付出不小的代价。而使用虚拟DOM来提升性能的点在于DOM发生变化的时候,通过Diff算法和数据改变前的DOM对比,计算出需要更改的DOM,然后只对变化的DOM进行操作,而不是更新整个视图。

在 Vue 中是怎么把 DOM 转成上面这样的虚拟 DOM 的呢,有兴趣的可以关注我另一篇文章详细了解一下 Vue 中的模板编译过程和原理

在Vue 里虚拟DOM的数据更新机制采用的是异步更新队列,就是把变更后的数据装入一个数据更新的异步队列,就是patch,用它来做新老vnode对比

# 认识Diff算法

Diff算法,在Vue 里面就是叫做patch,它的核心就是参考Snabbdom (opens new window),通过新旧虚拟DOM对比(即patch过程),中出最小变化的地方转为进行DOM操作

WARNING

扩展 在Vue1 里是没有patch的,每个依赖都有单独的Watcher负责更新,当项目规模变大的时候性能就更不上,所以在Vue2里为了提升性能,改为每个组件只有一个Watcher,那我们需要更新的时候,怎么才能精确找到组件里发生变化的位置呢?所以patch它来了

那么它是什么时候执行的呢?

在页面首次渲染的时候会调用一次patch并创建vnode,不会进行更深层次的比较

然后是在组件中数据发生变化时,会触发setter然后通过Notify通知Watcher,对应的Watcher会通知更新并执行更新函数,它会执行render函数获取新的虚拟DOM,然后执行patch对比上次渲染结果老的虚拟DOM,并计算出最小的变化,然后在去根据这个最小的变化去更新真实的DOM,也就是视图

那么它是怎么计算的?先看个图

虚拟DOM diff

比如有上图这样的DOM结构,是怎么计算出变化?简单来说就是

  • 遍历老的虚拟DOM
  • 遍历新的虚拟DOM
  • 然后根据变化,比如上面的改变和新增,在重新排序

可是这样会有很大问题,加入有1000个节点,就需要计算10003,也就是10亿次,这样是无法让然接受的,所以Vue或React里使用Diff算法的时候都遵循深度优先,同层比较的策略做了一些优化,来计算出最小变化

# Diff算法的优化

# 1.只比较同一层级,不跨级比较

如图,Diff过程只会把同颜色框起来的同一层级的DOM进行比较,这样简化比较次数,这是第一个方面

同级比较

# 2.比较标签名

如果同一层级的比较标签名不同,就直接移除老的虚拟DOM对应的节点,不继续按这个树状结构做深度比较,这是简化比较次数的第二个方面

比较标签名

# 3.比较key

如果标签名相同,key也相同,就会认为是相同节点,也不继续按这个树状结构做深度比较,比如我们写v-for的时候会比较key,不写key就会报错,这也就是因为Diff算法需要比较key。

面试中有一道特别常见的题,就是让你说一下 key 的作用,实际上考查的就是大家对虚拟 DOM 和 patch 细节的掌握程度,能够反应出我们面试者的理解层次,所以这里扩展一下 key

# Key的作用

比如有一个列表,我们需要在中间插入一个元素,会发生什么变化呢?先看个图

key作用

如图的li1和li2不会重新渲染,这个没有争议的。而li3、li4、li5都会重新渲染。

因为在不是用key或列表的index作为key的时候,每个元素对应的位置关系都是index,上图中的结果直接导致我们插入的元素到后面的全部元素,对应的位置关系都发生了变化,所以全部都会执行更新操作,这可不是我们想要的,我们希望的是渲染添加的那一个元素,其他四个元素不做任何变更,也就不要重新渲染。

而在使用唯一key的情况下,每个元素对应的位置关系就是key,来看一个使用唯一key值的情况下

key作用

这样如图中的li3和li4就不会重新渲染,因为元素内容没发生改变,对应的位置关系也没有发生变化

这也算为什么v-for必须要写key,而且不建议开发中使用数组的index作为key的原因

总结一下

  • key的作用是为了更高效的更新虚拟DOM,因为它可以非常精确的找到相同节点,因此patch过程会非常高效
  • Vue 在patch过程中会判断两个节点是不是相同节点时,key是一个必要条件。比如渲染列表时,如果不写key, Vue在比较的时候,就可能会导致频繁更新元素,使整个patch过程比较低效,影响性能
  • 应该避免使用数组下标作为key,因为key值不是唯一的话可能上图中表示的bug,使Vue无法区分它它,还有比如在使用相同标签元素过度切换的时候,就会导致只替换其内部属性而不会触发过度效果
  • 从源码里可以知道,Vue判断两个节点是否相同时主要判断两者的元素类型和key等,如果不设置key,就可能永远任务这两个是相同节点,只能去做更新操作,就造成大量不必要的DOM更新操作,明显不可取

有兴趣的可以去看一下源码:src\core\vdom\patch.js -35行 sameVnode(),下面也有详细介绍

# Diff算法核心原理--源码

上面说了Diff 算法,在 Vue 里面就是 patch,铺垫了这么多,下面进入源码里看一下这个神乎其神的 patch 干了啥?

# patch

源码地址:src/core/vdom/patch.js -700行

其实patch就是一个函数,我们先介绍一下源码里的核心流程,再来看一下patch的源码,源码里每一行也有注释

它可以接受四个参数,主要还是前两个

  • oldVnode: 老的虚拟DOM节点
  • vnode: 新的虚拟DOM节点
  • hydrating: 是不是要和真实DOM混合,服务端渲染的话会用到,这里不过多说明
  • removeOnly: transition-group会用到,这里不过多说明

主要流程是这样的

  • vnode不存在,oldVnode存在,就删掉oldVnode
  • vnode存在,oldVnode不存在,就创建vnode
  • 两个都存在的话,通过sameVnode函数(后面详解)对比是不是同一个节点
    • 如果是同一个节点的话,通过patchVnode进行后续对比节点文本变化或子节点变化
    • 如果不是同一个节点,就把vnode挂载到oldVnode的父元素下
      • 如果组件的根节点被替换,就遍历更新父节点,然后删掉旧的几点
      • 如果是服务端渲染就用hydrating把oldVnode和真实DOM混合

下面看完整的patch函数源码

// 两个判断函数
function isUndef (v: any): boolean %checks {
  return v === undefined || v === null
}
function isDef (v: any): boolean %checks {
  return v !== undefined && v !== null
}
return function patch (oldVnode, vnode, hydrating, removeOnly) {
    // 如果新的 vnode 不存在,但是 oldVnode 存在
    if (isUndef(vnode)) {
      // 如果 oldVnode 存在,调用 oldVnode 的组件卸载钩子 destroy
      if (isDef(oldVnode)) invokeDestroyHook(oldVnode)
      return
    }

    let isInitialPatch = false
    const insertedVnodeQueue = []
    
    // 如果 oldVnode 不存在的话,新的 vnode 是肯定存在的,比如首次渲染的时候
    if (isUndef(oldVnode)) {
      isInitialPatch = true
      // 就创建新的 vnode
      createElm(vnode, insertedVnodeQueue)
    } else {
      // 剩下的都是新的 vnode 和 oldVnode 都存在的话
      
      // 是不是元素节点
      const isRealElement = isDef(oldVnode.nodeType)
      // 是元素节点 && 通过 sameVnode 对比是不是同一个节点 (函数后面有详解)
      if (!isRealElement && sameVnode(oldVnode, vnode)) {
        // 如果是 就用 patchVnode 进行后续对比 (函数后面有详解)
        patchVnode(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, null, null, removeOnly)
      } else {
        // 如果不是同一元素节点的话
        if (isRealElement) {
          // const SSR_ATTR = 'data-server-rendered'
          // 如果是元素节点 并且有 'data-server-rendered' 这个属性
          if (oldVnode.nodeType === 1 && oldVnode.hasAttribute(SSR_ATTR)) {
            // 就是服务端渲染的,删掉这个属性
            oldVnode.removeAttribute(SSR_ATTR)
            hydrating = true
          }
          // 这个判断里是服务端渲染的处理逻辑,就是混合
          if (isTrue(hydrating)) {
            if (hydrate(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue)) {
              invokeInsertHook(vnode, insertedVnodeQueue, true)
              return oldVnode
            } else if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
              warn('这是一段很长的警告信息')
            }
          }
          // function emptyNodeAt (elm) {
          //    return new VNode(nodeOps.tagName(elm).toLowerCase(), {}, [], undefined, elm)
          //  }
          // 如果不是服务端渲染的,或者混合失败,就创建一个空的注释节点替换 oldVnode
          oldVnode = emptyNodeAt(oldVnode)
        }
        
        // 拿到 oldVnode 的父节点
        const oldElm = oldVnode.elm
        const parentElm = nodeOps.parentNode(oldElm)
        
        // 根据新的 vnode 创建一个 DOM 节点,挂载到父节点上
        createElm(
          vnode,
          insertedVnodeQueue,
          oldElm._leaveCb ? null : parentElm,
          nodeOps.nextSibling(oldElm)
        )
        
        // 如果新的 vnode 的根节点存在,就是说根节点被修改了,就需要遍历更新父节点
        if (isDef(vnode.parent)) {
          let ancestor = vnode.parent
          const patchable = isPatchable(vnode)
          // 递归更新父节点下的元素
          while (ancestor) {
            // 卸载老根节点下的全部组件
            for (let i = 0; i < cbs.destroy.length; ++i) {
              cbs.destroy[i](ancestor)
            }
            // 替换现有元素
            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)
            }
            // 更新父节点
            ancestor = ancestor.parent
          }
        }
        // 如果旧节点还存在,就删掉旧节点
        if (isDef(parentElm)) {
          removeVnodes([oldVnode], 0, 0)
        } else if (isDef(oldVnode.tag)) {
          // 否则直接卸载 oldVnode
          invokeDestroyHook(oldVnode)
        }
      }
    }
    // 返回更新后的节点
    invokeInsertHook(vnode, insertedVnodeQueue, isInitialPatch)
    return vnode.elm
  }

# sameVnode

源码地址:src/core/vdom/patch.js -35行

用来判断是不是同一个节点的函数

function sameVnode (a, b) {
  return (
    a.key === b.key &&  // key 是不是一样
    a.asyncFactory === b.asyncFactory && ( // 是不是异步组件
      (
        a.tag === b.tag && // 标签是不是一样
        a.isComment === b.isComment && // 是不是注释节点
        isDef(a.data) === isDef(b.data) && // 内容数据是不是一样
        sameInputType(a, b) // 判断 input 的 type 是不是一样
      ) || (
        isTrue(a.isAsyncPlaceholder) && // 判断区分异步组件的占位符否存在
        isUndef(b.asyncFactory.error)
      )
    )
  )
}

# patchVnode

源码地址:src/core/vdom/patch.js -501行

这个是在新的vnode和oldVnode是同一个节点的情况下,才会执行的函数,主要是对比节点文本变化或子节点变化

还是先介绍一下主要流程,再看源码吧,流程是这样的:

  • 如果oldVnode和vnode的引用地址是一样的,就表示节点没有变化,直接返回
  • 如果 oldVnode 的 isAsyncPlaceholder 存在,就跳过异步组件的检查,直接返回
  • 如果 oldVnode 和 vnode 都是静态节点,并且有一样的 key,并且 vnode 是克隆节点或者 v-once 指令控制的节点时,把 oldVnode.elm 和 oldVnode.child 都复制到 vnode 上,然后返回
  • 如果 vnode 不是文本节点也不是注释的情况下
    • 如果 vnode 和 oldVnode 都有子节点,而且子节点不一样的话,就调用 updateChildren 更新子节点
    • 如果只有 vnode 有子节点,就调用 addVnodes 创建子节点
    • 如果只有 oldVnode 有子节点,就调用 removeVnodes 删除该子节点
    • 如果 vnode 文本为 undefined,就删掉 vnode.elm 文本
  • 如果 vnode 不是文本节点也不是注释的情况下
function patchVnode (
    oldVnode, // 老的虚拟 DOM 节点
    vnode, // 新的虚拟 DOM 节点
    insertedVnodeQueue, // 插入节点的队列
    ownerArray, // 节点数组
    index, // 当前节点的下标
    removeOnly // 只有在
  ) {
    // 新老节点引用地址是一样的,直接返回
    // 比如 props 没有改变的时候,子组件就不做渲染,直接复用
    if (oldVnode === vnode) return
    
    // 新的 vnode 真实的 DOM 元素
    if (isDef(vnode.elm) && isDef(ownerArray)) {
      // clone reused vnode
      vnode = ownerArray[index] = cloneVNode(vnode)
    }

    const elm = vnode.elm = oldVnode.elm
    // 如果当前节点是注释或 v-if 的,或者是异步函数,就跳过检查异步组件
    if (isTrue(oldVnode.isAsyncPlaceholder)) {
      if (isDef(vnode.asyncFactory.resolved)) {
        hydrate(oldVnode.elm, vnode, insertedVnodeQueue)
      } else {
        vnode.isAsyncPlaceholder = true
      }
      return
    }
    // 当前节点是静态节点的时候,key 也一样,或者有 v-once 的时候,就直接赋值返回
    if (isTrue(vnode.isStatic) &&
      isTrue(oldVnode.isStatic) &&
      vnode.key === oldVnode.key &&
      (isTrue(vnode.isCloned) || isTrue(vnode.isOnce))
    ) {
      vnode.componentInstance = oldVnode.componentInstance
      return
    }
    // hook 相关的不用管
    let i
    const data = vnode.data
    if (isDef(data) && isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.prepatch)) {
      i(oldVnode, vnode)
    }
    // 获取子元素列表
    const oldCh = oldVnode.children
    const ch = vnode.children
    
    if (isDef(data) && isPatchable(vnode)) {
      // 遍历调用 update 更新 oldVnode 所有属性,比如 class,style,attrs,domProps,events...
      // 这里的 update 钩子函数是 vnode 本身的钩子函数
      for (i = 0; i < cbs.update.length; ++i) cbs.update[i](oldVnode, vnode)
      // 这里的 update 钩子函数是我们传过来的函数
      if (isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.update)) i(oldVnode, vnode)
    }
    // 如果新节点不是文本节点,也就是说有子节点
    if (isUndef(vnode.text)) {
      // 如果新老节点都有子节点
      if (isDef(oldCh) && isDef(ch)) {
        // 如果新老节点的子节点不一样,就执行 updateChildren 函数,对比子节点
        if (oldCh !== ch) updateChildren(elm, oldCh, ch, insertedVnodeQueue, removeOnly)
      } else if (isDef(ch)) {
        // 如果新节点有子节点的话,就是说老节点没有子节点
        
        // 如果老节点文本节点,就是说没有子节点,就清空
        if (isDef(oldVnode.text)) nodeOps.setTextContent(elm, '')
        // 添加子节点
        addVnodes(elm, null, ch, 0, ch.length - 1, insertedVnodeQueue)
      } else if (isDef(oldCh)) {
        // 如果新节点没有子节点,老节点有子节点,就删除
        removeVnodes(oldCh, 0, oldCh.length - 1)
      } else if (isDef(oldVnode.text)) {
        // 如果老节点是文本节点,就清空
        nodeOps.setTextContent(elm, '')
      }
    } else if (oldVnode.text !== vnode.text) {
      // 新老节点都是文本节点,且文本不一样,就更新文本
      nodeOps.setTextContent(elm, vnode.text)
    }
    if (isDef(data)) {
      // 执行 postpatch 钩子
      if (isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.postpatch)) i(oldVnode, vnode)
    }
  }

# updateChildren

源码地址:src/core/vdom/patch.js -404行

这个是新的vnode和oldVnode都有子节点,且子节点不一样的时候进行对比子节点函数

这里很关键,很关键!

比如现在有两个子节点列表对比,对比主要流程如下

循环遍历两个列表,循环停止条件是:其中一个列表的开始指针 startIdx 和 结束指针 endIdx 重合

循环内容是:{

  • 新的头和老的头对比
  • 新的尾和老的尾对比
  • 新的头和老的尾对比
  • 新的尾和老的头对比。 这四种对比如图

updateChildren

以上四种只要有一种判断相等,就调用 patchVnode 对比节点文本变化或子节点变化,然后移动对比的下标,继续下一轮循环对比

如果以上四种情况都没有命中,就不断拿新的开始节点的 key 去老的 children 里找

  • 如果没找到,就创建一个新的节点

  • 如果找到了,再对比标签是不是同一个节点

    • 如果是同一个节点,就调用 patchVnode 进行后续对比,然后把这个节点插入到老的开始前面,并且移动新的开始下标,继续下一轮循环对比
    • 如果不是相同节点,就创建一个新的节点
  • 如果老的 vnode 先遍历完,就添加新的 vnode 没有遍历的节点

  • 如果新的 vnode 先遍历完,就删除老的 vnode 没有遍历的节点

为什么会有头对尾,尾对头的操作?

因为可以快速检测出 reverse 操作,加快 Diff 效率

function updateChildren (parentElm, oldCh, newCh, insertedVnodeQueue, removeOnly) {
    let oldStartIdx = 0 // 老 vnode 遍历的下标
    let newStartIdx = 0 // 新 vnode 遍历的下标
    let oldEndIdx = oldCh.length - 1 // 老 vnode 列表长度
    let oldStartVnode = oldCh[0] // 老 vnode 列表第一个子元素
    let oldEndVnode = oldCh[oldEndIdx] // 老 vnode 列表最后一个子元素
    let newEndIdx = newCh.length - 1 // 新 vnode 列表长度
    let newStartVnode = newCh[0] // 新 vnode 列表第一个子元素
    let newEndVnode = newCh[newEndIdx] // 新 vnode 列表最后一个子元素
    let oldKeyToIdx, idxInOld, vnodeToMove, refElm

    const canMove = !removeOnly
    
    // 循环,规则是开始指针向右移动,结束指针向左移动移动
    // 当开始和结束的指针重合的时候就结束循环
    while (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) {
      if (isUndef(oldStartVnode)) {
        oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx] // Vnode has been moved left
      } else if (isUndef(oldEndVnode)) {
        oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
        
        // 老开始和新开始对比
      } else if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) {
        // 是同一节点 递归调用 继续对比这两个节点的内容和子节点
        patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx)
        // 然后把指针后移一位,从前往后依次对比
        // 比如第一次对比两个列表的[0],然后比[1]...,后面同理
        oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
        newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
        
        // 老结束和新结束对比
      } else if (sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) {
        patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newEndIdx)
        // 然后把指针前移一位,从后往前比
        oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
        newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
        
        // 老开始和新结束对比
      } else if (sameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) { // Vnode moved right
        patchVnode(oldStartVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newEndIdx)
        canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldStartVnode.elm, nodeOps.nextSibling(oldEndVnode.elm))
        // 老的列表从前往后取值,新的列表从后往前取值,然后对比
        oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
        newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
        
        // 老结束和新开始对比
      } else if (sameVnode(oldEndVnode, newStartVnode)) { // Vnode moved left
        patchVnode(oldEndVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx)
        canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldEndVnode.elm, oldStartVnode.elm)
        // 老的列表从后往前取值,新的列表从前往后取值,然后对比
        oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
        newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
        
        // 以上四种情况都没有命中的情况
      } else {
        if (isUndef(oldKeyToIdx)) oldKeyToIdx = createKeyToOldIdx(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
        // 拿到新开始的 key,在老的 children 里去找有没有某个节点有这个 key
        idxInOld = isDef(newStartVnode.key)
          ? oldKeyToIdx[newStartVnode.key]
          : findIdxInOld(newStartVnode, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
          
        // 新的 children 里有,可是没有在老的 children 里找到对应的元素
        if (isUndef(idxInOld)) {
          /// 就创建新的元素
          createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx)
        } else {
          // 在老的 children 里找到了对应的元素
          vnodeToMove = oldCh[idxInOld]
          // 判断标签如果是一样的
          if (sameVnode(vnodeToMove, newStartVnode)) {
            // 就把两个相同的节点做一个更新
            patchVnode(vnodeToMove, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx)
            oldCh[idxInOld] = undefined
            canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, vnodeToMove.elm, oldStartVnode.elm)
          } else {
            // 如果标签是不一样的,就创建新的元素
            createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx)
          }
        }
        newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
      }
    }
    // oldStartIdx > oldEndIdx 说明老的 vnode 先遍历完
    if (oldStartIdx > oldEndIdx) {
      // 就添加从 newStartIdx 到 newEndIdx 之间的节点
      refElm = isUndef(newCh[newEndIdx + 1]) ? null : newCh[newEndIdx + 1].elm
      addVnodes(parentElm, refElm, newCh, newStartIdx, newEndIdx, insertedVnodeQueue)
    
    // 否则就说明新的 vnode 先遍历完
    } else if (newStartIdx > newEndIdx) {
      // 就删除掉老的 vnode 里没有遍历的节点
      removeVnodes(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
    }
  }

至此,整个Diff流程的核心逻辑源码到这就结束了,再来看一下Vue3里做了那些改变吧

# Vue3的优化

本文源码版本是Vue2的,在Vue3里整个重写了Diff算法这一块的东西,所以源码的话可以说基本是完全不一样的 但是要做的事还是一样的

关于Vue3的Diff完整源码还在撰写中,过几天就发布了,这里先介绍下相比Vue2优化的部分,尤大公布的数据就是 update 性能提升了 1.3~2 倍,ssr 性能提升了 2~3 倍,来看看都有哪些优化

  • 事件缓存:将事件缓存,可以理解为变成静态的了
  • 添加静态标记:Vue2是全量Diff,Vue3是静态标记+ 非全量Diff
  • 静态提升:创建静态节点时保存,后续直接复用
  • 使用最长递增子序列优化了对比流程:Vue2里在updateChildren()函数里对比变更,在Vue3里这一块的逻辑主要在patchKeyedChildren()函数里

# 事件缓存

比如一个点击事件按钮

<button @click="handleClick">按钮</button>

Vue3被编译后的结果

export function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
  return (_openBlock(), _createElementBlock("button", {
    onClick: _cache[0] || (_cache[0] = (...args) => (_ctx.handleClick && _ctx.handleClick(...args)))
  }, "按钮"))
}

注意看,onClick会先读取缓存,如果缓存没有的话,就把传入的事件存到缓存里,都可以理解为变成静态节点了,优秀吧,而在Vue2中没有缓存是动态的

# 静态标记

看一下静态标记是啥?

源码地址:packages/shared/src/patchFlags.ts

export const enum PatchFlags {
  TEXT = 1 ,  // 动态文本节点
  CLASS = 1 << 1,  // 2   动态class
  STYLE = 1 << 2,  // 4   动态style
  PROPS = 1 << 3,  // 8   除去class/style以外的动态属性
  FULL_PROPS = 1 << 4,       // 16  有动态key属性的节点,当key改变时,需进行完整的diff比较
  HYDRATE_EVENTS = 1 << 5,   // 32  有监听事件的节点
  STABLE_FRAGMENT = 1 << 6,  // 64  一个不会改变子节点顺序的fragment (一个组件内多个根元素就会用fragment包裹)
  KEYED_FRAGMENT = 1 << 7,   // 128 带有key属性的fragment或部分子节点有key
  UNKEYEN_FRAGMENT = 1 << 8, // 256  子节点没有key的fragment
  NEED_PATCH = 1 << 9,       // 512  一个节点只会进行非props比较
  DYNAMIC_SLOTS = 1 << 10,   // 1024   动态slot
  HOISTED = -1,  // 静态节点 
  BAIL = -2      // 表示 Diff 过程中不需要优化
}

先了解一下静态标记有什么用

在什么地方用到的呢?比如下面这个代码

<div id="app">
    <div>沐华</div>
    <p>{{ age }}</p>
</div>

在 Vue2 中编译的结果是,有兴趣的可以自行安装 vue-template-compiler 自行测试

with(this){
    return _c(
      'div',
      {attrs:{"id":"app"}},
      [ 
        _c('div',[_v("沐华")]),
        _c('p',[_v(_s(age))])
      ]
    )
}

在Vue3中编译结果是这样的,有兴趣的可以点击这里 (opens new window)自行测试

const _hoisted_1 = { id: "app" }
const _hoisted_2 = /*#__PURE__*/_createElementVNode("div", null, "沐华", -1 /* HOISTED */)

export function render(_ctx, _cache, $props, $setup, $data, $options) {
  return (_openBlock(), _createElementBlock("div", _hoisted_1, [
    _hoisted_2,
    _createElementVNode("p", null, _toDisplayString(_ctx.age), 1 /* TEXT */)
  ]))
}

看到上面编译结果中的 -1 和 1 了吗,这就是静态标记,这是在 Vue2 中没有的,patch 过程中就会判断这个标记来 Diff 优化流程,跳过一些静态节点对比

# 静态提升

其实还是拿上面Vue2和Vue3静态标记的例子,在Vue2里每当触发更新的时候,不管元素是否参与了更新,每次都会重新创建一遍,就是下面这一堆

while(this) {
    return _c(
        'div',
        {attrs: {"id": "app"}},
        [
            _c('div',[_v("沐华")]),
            _c('p',[_v(_s(age))])
        ]
    )
}

而在Vue3中会把这个不参与更新的元素保存起来,只创建一次,之后在每次渲染的时候不停的复用,比如上面的例子这个,静态的创建一次保存起来

const _hoisted_1 = { id: "app" }
const _hoisted_2 = /*#__PURE__*/_createElementVNode("div", null, "沐华", -1 /* HOISTED */)

# patchKeyedChildren

在Vue2里updateChildren会进行

  • 头和头比
  • 尾和尾比
  • 头和尾比
  • 尾和头比
  • 都没有命中的比

在Vue3里patchKeyedChildren为

  • 头和头比
  • 尾和尾比
  • 基于最长递增子序列进行移动、添加、删除

看个例子比如:

  • 老的children: [ a, b, c, d, e, f, g ]
  • 新的children: [ a, b, f, c, d, e, h, g ]
  1. 新进行头和头比,发现不同就结束循环,得到[a, b]
  2. 在进行尾和尾比,发现不同就结束循环,得到[g]
  3. 在保存没有比较过的节点[f,c,d, e,h],并通过newIndexToOldindexMap拿到在数组里对应的下标,生成数组[5, 2, 3, 4, -1], -1是老数组里没有的就说明是新增
  4. 然后在拿取出数组里的最长递增子序列,也就是[2,3,4]对应的节点[c,d, e]
  5. 然后只需要把其他剩余的节点,基于[c, d,e]的位置进行移动、新增、删除就可以了

使用最长递增子序列可以最大程序的减少DOM的移动,达到最少的DOM操作,有兴趣的话去 leet-code 第300题(最长递增子序列) 体验下

# 资料

原文 (opens new window)

vue3.0 diff算法详解(超详细) (opens new window)

Vue3diff算法原理和优化 (opens new window)