什么是虛擬Dom

我們知道我們平時的頁面都是有很多Dom組成，那虛擬Dom(virtual dom)到底是什么，簡單來講，就是將真實的dom節(jié)點用JavaScript來模擬出來，而Dom變化的對比，放到 Js 層來做。

下面是一個傳統的dom節(jié)點，大家肯定都不陌生。

而這個dom對應的虛擬dom，可以表示成下面的樣子

很簡單，大家都能看懂，tag表示標簽名，attrs就是dom的屬性，每個dom如果有children的話，就會在children中以數組的形式展示，數組的每一項就又是一個虛擬dom結構。

這里使用 Js 來實現虛擬dom的原因是 Js 在前端領域，是唯一一門圖靈完備的語言；所謂圖靈完備語言，就是指可以進行復雜邏輯操作，實現各種邏輯算法語言。

為何使用虛擬Dom

有人會問，dom挺好啊，我們剛學前端的時候肯定會接觸JQuery，JQuery就是典型的操作dom的一個框架工具庫，我們拿JQuery來設計一個場景，來解釋一下虛擬dom的用處及價值。

這有一個需求場景

var data = [{name: '張三',age: '20',address: '杭州'},{name: '李四',age: '22',address: '北京'},{name: '隔壁老王',age: '24',address: "西溪水岸"}] 復制代碼

我們現在想要將這個數據渲染成一個表格，并點擊頁面上的按鈕更換我們的部分數據，我們使用Jquery來做。

<div id="container"></div><button id="btn-change">change</button><script src="https://cdn.bootcss.com/jquery/3.3.1/jquery.min.js"></script><script>var data = [{name: '張三',age: '20',address: '杭州'},{name: '李四',age: '22',address: '北京'},{name: '隔壁老王',age: '24',address: "西溪水岸"}]function render(data) {var $container = $('#container')//清空現有內容$container.html('')// 拼接 tablevar $table = $('<table>')$table.append($('<tr><td>name</td><td>age</td><td>address</td></tr>'))data.forEach(function (item) {$table.append($('<tr><td>'+ item.name +'</td><td>'+item.age+'</td><td>'+item.address+'</td></tr>'))})// 渲染到頁面$container.append($table)}$('#btn-change').click(function () {data[1].age = 30data[2].address = '上海'render(data)})// 初始化時候渲染render(data) 復制代碼

可以看到，我們將data的第2項的age和 第3項的address數據更換了，點擊change按鈕：

vdom解決的問題

我們可以從圖中看到，我們只是更改了表格的部分數據，但是整個tabel節(jié)點就全部閃爍，說明整個table都被替換了一遍。

這個合乎常理的JQuery操，及時是web頁面性能的巨大殺手。因為它更改了不需要更改的dom節(jié)點，如果你還不能事情的嚴重性，可以繼續(xù)往下看。

下面的代碼的操作很簡單，創(chuàng)建一個空的div標簽，循環(huán)遍歷其中的屬性并將其拼打印出來

var div = document.createElement('div')var item ,result = ''for (item in div) {result += ' | ' + item}console.log(result) 復制代碼

密密麻麻的屬性，更何況這還只是一級屬性，可想而知直接操作dom的方式是有多么費時，dom操作是費時的，但是Js作為一門語言，運行速度是非常快的，我們如果在Js層做dom對比，盡量減少不必要的dom操作，而不是每一次都全部翻修，我們的效率就會大大增加。而vdom就可以完美解決這個問題。

如何使用虛擬dom

說了這么多虛擬dom的好，有同學會問，如何使用虛擬dom呢？

要了解如何使用vdom，我們可以借助現有的vdom實現庫，來了解其API，進而了解如何將vdom運用于開發(fā)中。

這里我們選擇一個Vue2中使用的虛擬dom庫 snabbdom，下面圖是截得它github主頁的示范案例：

仔細觀察后我們可以發(fā)現，這個snabbdom官方案例中，核心內容就是兩個函數 -- h函數 和 patch函數

h函數

可以看到 h 函數，有三個參數

• 標簽選擇器
• 屬性
• 子節(jié)點

比如說第一個h函數生成的vnode，就是一個div標簽，綁定了click事件為someFn,第一個child為帶有style的span，sapn里是一個文本節(jié)點This is bold,第二個child就直接是一個文本節(jié)點，第三個child就是一個帶有herf的a鏈接

patch函數

patch 分為兩種情況

• 第一種是第一次渲染的時候 patch將vnode丟到container空容器中 var vnode = h('ul#list',{},[h('li.item',{},'大冰哥'),h('li.item',{},'倫哥'),h('li.item',{},'阿孔')])patch(container, vnode) // vnode 將 container 節(jié)點替換 復制代碼

第一次patch渲染的時候，是將生成的vnode往空容器里丟 可以對比之前的Jquery第一次渲染表格的時候，將table html append到容器中去

• 第二種是更新節(jié)點的時候，newVnode將oldVnode替換btn.addEventListener('click',function() {var newVnode = h('ul#list',{},[h('li.item',{},'大冰哥'),h('li.item',{},'倫哥'),h('li.item',{},'孔祥宇'),h('li.item',{},'小老弟'),])patch(vnode, newVnode) }) 復制代碼

這里的patch就會將的vonde和之前的vnode進行比對，只修改改動的地方，沒動的地方保持不變，這里的核心就是涉及的diff算法

我們可以清楚的看到，相對于之前的JQuery整個頁面dom全部替換的情況，用vdom的pathc函數只修改了我們相對老的vnode變動的地方，沒改動的地方就沒用動(從頁面的閃爍可以看出來)

使用vdom重做之前Jq案例

vdom核心的api h函數和patch函數我們已經有個基本的了解了，為了鞏固對其的認識，我們接下來用snabbdom重做我們之前的JQuery案例

直接先上代碼

<div id="container"></div><button id="btn-change">change</button><script src="https://cdn.bootcss.com/snabbdom/0.7.3/snabbdom.js"></script><script src="https://cdn.bootcss.com/snabbdom/0.7.2/snabbdom-class.js"></script><script src="https://cdn.bootcss.com/snabbdom/0.7.2/snabbdom-props.js"></script><script src="https://cdn.bootcss.com/snabbdom/0.7.2/snabbdom-style.js"></script><script src="https://cdn.bootcss.com/snabbdom/0.7.2/snabbdom-eventlisteners.js"></script><script src="https://cdn.bootcss.com/snabbdom/0.7.3/h.js"></script><script>let container = document.getElementById('container')let btn = document.getElementById('btn-change')let snabbdom = window.snabbdomlet patch = snabbdom.init([snabbdom_class,snabbdom_props,snabbdom_style,snabbdom_eventlisteners])let h = snabbdom.hlet data = [{name: '張三',age: '20',address: '杭州'},{name: '李四',age: '22',address: '北京'},{name: '隔壁老王',age: '24',address: "西溪水岸"}]data.unshift({name: '姓名',age: '年齡',address: '地址'})let vnodefunction render(data) {// 創(chuàng)建虛擬table節(jié)點 第三個參數，也就是虛擬table的孩子 應該是虛擬的 行節(jié)點let newVnode = h('table', {}, data.map(item => {let tds = [] // 列，作為虛擬行的子項let ifor(i in item) {if (item.hasOwnProperty(i)) {tds.push(h('td', {}, item[i]+''))}}return h('tr', {}, tds) // 虛擬行節(jié)點的 孩子 應該是虛擬的 列節(jié)點}))if (vnode) {patch(vnode,newVnode)} else {// 初次渲染patch(container,newVnode)}vnode = newVnode}btn.addEventListener('click', function(){data[1].age = 30,data[3].name = '一個女孩',render(data)})// 初始化時候渲染render(data)</script> </body> 復制代碼

代碼有點長，其實內容還是我們之前講的，代碼主要干了下面的事情

• 引入snabbdom核心文件，初始化h函數和patch函數
• 第一次加載的時候render 其實本質就是patch(container,newVnode)
• 之后點擊change的時候，生成新的vnode，再patch(vnode,newVnode)

這里的render函數重點講解一下

• newVnode生成的時候，第三個參數是childs
• 而table的childs是行節(jié)點
• tr行節(jié)點也是vnode，它再生成的時候也要使用h函數，第三個參數是td列vnode
• td列vnode的第三個參數，就直接是文本節(jié)點啦，遍歷item的每一項push到tds數組中就可以了

到了這里，你對vdom應該有個大體的認識了，其實，與其說vdom快，更準確的說是相比于Jquer這種推翻dom的方式等，保證不慢而已。

總結

vdom的核心api

• h('標簽名', '屬性', [子元素])
• h('標簽名', '屬性', '文本')
• patch(container, vnode)
• patch(oldVnode,newVnode)

簡單介紹diff算法

什么是diff算法

我們在平時工作中，其實很多時候都會使用到diff算法

比如你在git提交代碼的時候使用的 git diff 命令，再或者是網上的一些代碼比對工具，而我們的虛擬dom，核心就是diff算法，我們前面講過，找出有必要更新的節(jié)點更新，沒有更新的節(jié)點就不要動。這其中的核心就是如何找出哪些更新哪些不更新，這個過程就需要diff算法來完成

通過patch簡單講diff

我們趁熱打鐵，還是使用之前的snabbdom庫來簡單的講下diff算法的大體思路，在snabbdom中diff主要體現在patch中，我們接下來看一下patch的兩種情況 patch(container, vnode) 和 patch(vnode, newVnode)

篇幅有限，(其實是能力有限), 這里就簡單的講解，因為涉及到完成的diff算法的話東西實在是太多太多，有興趣的可以去看一下snabbdom的源碼

patch(container, vnode)

我們知道這個patch的過程是將一個vnode(vdom)添加到空容器生成真實dom的過程，主要的代碼流程如下：

function creatElement(vnode) {let tag = vnode.taglet attrs = vnode.attrs || {}let children = vnode.children || []// 無標簽 直接跳出if (!tag) {return null}// 創(chuàng)建元素let elem = document.createElement(tag)// 添加屬性for(let attrName in attrs) {if (attrs.hasOwnProperty(attrName)) {elem.setAttribute(arrtName, arrts[attrName])}}// 遞歸創(chuàng)建子元素children.forEach((childVnode) => {elem.appendChild(createElement(childVnode))})return elem } 復制代碼

簡化后的代碼很簡單，大家也都能夠理解，其中的一個重要的點就是 自遞歸調用生成孩子節(jié)點，終止條件就是tag為null的情況

patch(vnode, newVnode)

這個patch過程就是比較差異的過程，我們這里就只模擬最簡單的場景

第三個item改變，又新增第四個item

// 簡化流程 假設跟標簽相同的兩個虛擬dom function updateChildren (vnode, newVnode) {let children = vnode.children || []let newChildren = newVnode.children || []// 遍歷現有的孩子children.forEach((oldChild, index) => {let newChild = newChildren[index]if (newChild === null) {return}// 兩者tag一樣，值得比較if (oldChild.tag === newChild.tag) {// 遞歸繼續(xù)比較子項updateChildren(oldchild, newChild)} else {// 兩者tag不一樣replaceNode(oldChild, newChild)}}) } 復制代碼

這里面的點就也遞歸，這里只是簡單的拿tag來判斷更新條件，其實實際的比這復雜很多很多； 而replace函數實際的操作就是將newVnode新生成的真實dom將老的dom替換掉，這里涉及更多的是原生dom操作，就不在贅述了。

到這里，基本的diff概念應該大家有個認識了，再次強調，這里為了便于理解，將diff算法的流程簡化了很多，實際的diff算法的復雜程度遠遠高于以上這些，比如說

• 節(jié)點的新增和刪除
• 重新排序時以及這個過程的優(yōu)化
• 節(jié)點屬性樣式事件等的變化
• 還有怎么將算法優(yōu)化到極致等等。。

大家感興趣可以去深入了解。

總結

本文知識拋磚引玉，通過閱讀本文，讓不了解虛擬dom的同學對虛擬dom有一個很好的認知，對diff算法有一個大體的認識。能達到這個效果，我覺得這篇文章就很有價值了。想要深入了解虛擬dom或者diff算法的同學可以翻閱snabbdom的 patch.js的源碼，加深學習。

番外 Vue的key

寫文章的時候碰到有vue key綁定的問題，這里就借助這股熱勁，結合虛擬dom和diff算法，來了解一下Vue中的key

Vue 中的 key

首先Vue官網的解釋：

當 Vue.js 用 v-for 正在更新已渲染過的元素列表時，它默認用“就地復用”策略。如果數據項的順序被改變，Vue 將不會移動 DOM 元素來匹配數據項的順序， 而是簡單復用此處每個元素，并且確保它在特定索引下顯示已被渲染過的每個元素。

這里的就地復用的策略復用的是沒有發(fā)生改變的元素，其他的還要依次重排。

為了給 Vue 一個提示，以便它能跟蹤每個節(jié)點的身份，從而重用和重新排序現有元素，你需要為每項提供一個唯一 key 屬性。理想的 key 值是每項都有的唯一 id。

我們在使用的使用經常會使用index(即數組的下標)來作為key,但其實這是不推薦的一種使用方法

如何理解，我們看下面一個例子：

這里有一個數組數據

const list = [{id: 1,name: 'test1',},{id: 2,name: 'test2',},{id: 3,name: 'test3',}, ] 復制代碼

我們現在想要在其后面追加一條數據

const list = [{id: 1,name: 'test1',},{id: 2,name: 'test2',},{id: 3,name: 'test3',},{id: 4,name: '添加到最后的一條數據',}, ] 復制代碼

這個時候用 index 作為 key, 是沒有問題的，因為index在后面累加了1

但是如果插入的數據是插在中間而不是最后，

const list = [{id: 1,name: 'test1',},{id: 4,name: '不甘落后跑到第二的的一條數據',}{id: 2,name: 'test2',},{id: 3,name: 'test3',}, ] 復制代碼

這個時候就會會出現一個情況：

之前的數據 之后的數據key: 0 index: 0 name: test1 key: 0 index: 0 name: test1 key: 1 index: 1 name: test2 key: 1 index: 1 name: 不甘落后跑到第二的的一條數據 key: 2 index: 2 name: test3 key: 2 index: 2 name: test2key: 3 index: 3 name: test3 復制代碼

這樣一來，追加數據以后，除了第一條數據能夠就地復用，后三條都要重新渲染，這顯然不是我們想要的結果。

用唯一key來改善：

這次我們把每一項的key 綁定成唯一標示id

之前的數據 之后的數據key: 1 id: 1 index: 0 name: test1 key: 1 id: 1 index: 0 name: test1 key: 2 id: 2 index: 1 name: test2 key: 4 id: 4 index: 1 name: 不甘落后的一條數據 key: 3 id: 3 index: 2 name: test3 key: 2 id: 2 index: 2 name: test2key: 3 id: 3 index: 3 name: test3 復制代碼

現在除了新增了id為4的不甘落后的數據是新加入的，其他的都復用了之前的dom，因為這里通過唯一key來進行關聯，不會隨著順序的改變而重新渲染。

所以我們需要使用key來給每個節(jié)點做一個唯一標識，Vue的Diff算法就可以正確的識別此節(jié)點，找到正確的位置區(qū)插入新的節(jié)點，所以一句話，key的作用主要是為了高效的更新虛擬DOM

靈魂畫手上線：

可以看到，當我們老的數據轉為新的數據時 [a,b,c,d] --> [a,e,b,c,d]

如果我們沒有使用一個正確的key，可能除了a數據可以復用以外，后面的四個數據都要重新渲染

而如果使用了一個正確的key的時候，就可以實現要更改的只有一處，也就是新增數據 e,其他的就會如箭頭所示，繼續(xù)對應復用。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的虚拟DOM和Diff算法 - 入门级的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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