虚拟DOM

  DOM(Document Object Model)是很慢的,其元素非常庞大,页面的性能问题鲜有由JS引起的,大部分都是由DOM操作引起的。如果对前端工作进行抽象的话,主要就是维护状态和更新视图;而更新视图和维护状态都需要DOM操作。

  在jQuery出现以前,我们直接操作DOM结构,这种方法复杂度高,兼容性也较差;有了jQuery强大的选择器以及高度封装的API,我们可以更方便的操作DOM,jQuery帮我们处理兼容性问题,同时也使DOM操作变得简单;MVVM使用数据双向绑定,使得我们完全不需要操作DOM了,更新了状态视图会自动更新,更新了视图数据状态也会自动更新,可以说MMVM使得前端的开发效率大幅提升,但是其大量的事件绑定使得其在复杂场景下的执行性能堪忧;有没有一种兼顾开发效率和执行效率的方案呢?ReactJS就是一种不错的方案,虽然其将JS代码和HTML代码混合在一起的设计有不少争议,但是其引入的Virtual DOM(虚拟DOM)却是得到大家的一致认同的。

  在用JS对象表示DOM结构后,当页面状态发生变化而需要操作DOM时,我们可以先通过虚拟DOM计算出对真实DOM的最小修改量,然后再修改真实DOM结构(因为真实DOM的操作代价太大)。通过虚拟DOM计算出两颗真实DOM树之间的差异后,我们就可以修改真实的DOM结构了。上文深度优先遍历过程产生了用于记录两棵树之间差异的数据结构patches, 通过使用patches我们可以方便对真实DOM做最小化的修改。

使用 JavaScript 将DOM节点虚拟化表示,在一个HTML中,DOM节点通常表示如下:

<ul id=‘myId‘>
    <li>Item 1</li>
    <li>Item 2</li>
<ul>

DOM 节点也可以表示 JavaScript 中的对象,像这样:

// Pseudo-code of a DOM node represented as Javascript
Let domNode = {
    tag: ‘ul‘
    attributes: { id: ‘myId‘ }
    children: [
    // where the LI‘s would go
    ]
};

这就是我们的“虚拟”DOM,更新虚拟节点的开销不大。

// This might be how we update the virtual DOM
domNode.children.push(‘<ul>Item 3</ul>‘);

如果我们使用虚拟DOM,而不是直接在代码中调用类似 .getElementById 的 DOM API 方法,操作就会像改变 JS 对象一样非常的简单省时。

VNode对象

一个VNode的实例对象包含了以下属性

  • tag: 当前节点的标签名
  • data: 当前节点的数据对象,
  • children: 数组类型,包含了当前节点的子节点
  • text: 当前节点的文本,一般文本节点或注释节点会有该属性
  • elm: 当前虚拟节点对应的真实的dom节点
  • ns: 节点的namespace
  • context: 编译作用域
  • functionalContext: 函数化组件的作用域
  • key: 节点的key属性,用于作为节点的标识,有利于patch的优化
  • componentOptions: 创建组件实例时会用到的选项信息
  • child: 当前节点对应的组件实例
  • parent: 组件的占位节点
  • raw: raw html
  • isStatic: 静态节点的标识
  • isRootInsert: 是否作为根节点插入,被<transition>包裹的节点,该属性的值为false
  • isComment: 当前节点是否是注释节点
  • isCloned: 当前节点是否为克隆节点
  • isOnce: 当前节点是否有v-once指令

VNode可以理解为vue框架的虚拟dom的基类,通过new实例化的VNode大致可以分为几类

  • EmptyVNode: 没有内容的注释节点
  • TextVNode: 文本节点
  • ElementVNode: 普通元素节点
  • ComponentVNode: 组件节点
  • CloneVNode: 克隆节点,可以是以上任意类型的节点,唯一的区别在于isCloned属性为true
  • ...

patch原理

patch函数的定义在src/core/vdom/patch.js中,我们先来看下这个函数的逻辑

patch函数接收6个参数:

  • oldVnode: 旧的虚拟节点或旧的真实dom节点
  • vnode: 新的虚拟节点
  • hydrating: 是否要跟真实dom混合
  • removeOnly: 特殊flag,用于<transition-group>组件
  • parentElm: 父节点
  • refElm: 新节点将插入到refElm之前

patch的策略是:

  1. 如果vnode不存在但是oldVnode存在,说明意图是要销毁老节点,那么就调用invokeDestroyHook(oldVnode)来进行销毁
  2. 如果oldVnode不存在但是vnode存在,说明意图是要创建新节点,那么就调用createElm来创建新节点
  3. 当vnode和oldVnode都存在时
    • 如果oldVnode和vnode是同一个节点,就调用patchVnode来进行patch
    • 当vnode和oldVnode不是同一个节点时,如果oldVnode是真实dom节点或hydrating设置为true,需要用hydrate函数将虚拟dom和真是dom进行映射,然后将oldVnode设置为对应的虚拟dom,找到oldVnode.elm的父节点,根据vnode创建一个真实dom节点并插入到该父节点中oldVnode.elm的位置

    这里面值得一提的是patchVnode函数,因为真正的patch算法是由它来实现的(patchVnode中更新子节点的算法其实是在updateChildren函数中实现的,为了便于理解,我统一放到patchVnode中来解释)。

patchVnode算法是:

  1. 如果oldVnode跟vnode完全一致,那么不需要做任何事情
  2. 如果oldVnode跟vnode都是静态节点,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
  3. 否则,如果vnode不是文本节点或注释节点
    • 如果oldVnode和vnode都有子节点,且2方的子节点不完全一致,就执行更新子节点的操作(这一部分其实是在updateChildren函数中实现),算法如下
      • 分别获取oldVnode和vnode的firstChild、lastChild,赋值给oldStartVnode、oldEndVnode、newStartVnode、newEndVnode
      • 如果oldStartVnode和newStartVnode是同一节点,调用patchVnode进行patch,然后将oldStartVnode和newStartVnode都设置为下一个子节点,重复上述流程
      • 如果oldEndVnode和newEndVnode是同一节点,调用patchVnode进行patch,然后将oldEndVnode和newEndVnode都设置为上一个子节点,重复上述流程
      • 如果oldStartVnode和newEndVnode是同一节点,调用patchVnode进行patch,如果removeOnly是false,那么可以把oldStartVnode.elm移动到oldEndVnode.elm之后,然后把oldStartVnode设置为下一个节点,newEndVnode设置为上一个节点,重复上述流程
      • 如果newStartVnode和oldEndVnode是同一节点,调用patchVnode进行patch,如果removeOnly是false,那么可以把oldEndVnode.elm移动到oldStartVnode.elm之前,然后把newStartVnode设置为下一个节点,oldEndVnode设置为上一个节点,重复上述流程
  • 如果以上都不匹配,就尝试在oldChildren中寻找跟newStartVnode具有相同key的节点,如果找不到相同key的节点,说明newStartVnode是一个新节点,就创建一个,然后把newStartVnode设置为下一个节点
  • 如果上一步找到了跟newStartVnode相同key的节点,那么通过其他属性的比较来判断这2个节点是否是同一个节点,如果是,就调用patchVnode进行patch,如果removeOnly是false,就把newStartVnode.elm插入到oldStartVnode.elm之前,把newStartVnode设置为下一个节点,重复上述流程
      • 如果在oldChildren中没有寻找到newStartVnode的同一节点,那就创建一个新节点,把newStartVnode设置为下一个节点,重复上述流程
      • 如果oldStartVnode跟oldEndVnode重合了,并且newStartVnode跟newEndVnode也重合了,这个循环就结束了
    • 如果只有oldVnode有子节点,那就把这些节点都删除
    • 如果只有vnode有子节点,那就创建这些子节点
    • 如果oldVnode和vnode都没有子节点,但是oldVnode是文本节点或注释节点,就把vnode.elm的文本设置为空字符串
  1. 如果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

生命周期

patch提供了5个生命周期钩子,分别是

  • create: 创建patch时
  • activate: 激活组件时
  • update: 更新节点时
  • remove: 移除节点时
  • destroy: 销毁节点时

vnode也提供了生命周期钩子,分别是

  • init: vdom初始化时
  • create: vdom创建时
  • prepatch: patch之前
  • insert: vdom插入后
  • update: vdom更新前
  • postpatch: patch之后
  • remove: vdom移除时
  • destroy: vdom销毁时

vue组件的生命周期底层其实就依赖于vnode的生命周期,在src/core/vdom/create-component.js中我们可以看到

时间: 09-13

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