手摸手系列-和你深入浅出源码解析Vue diff过程
2020/3/27 11:07:19
本文主要是介绍手摸手系列-和你深入浅出源码解析Vue diff过程,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!
前言
要理解diff过程,那必须了解虚拟Dom,vue是声明式操作dom,通过描述状态和dom之间的映射关系,将状态渲染成视图,Vue中使用模板来描述状态与Dom之间的映射关系,通过编译将模板转换成渲染函数(render),执行渲染函数就可以得到一个虚拟节点,然后使用这个虚拟节点树就可以渲染页面。
虚拟Dom的目标就是将虚拟节点(vnode)渲染到视图,如果直接使用虚拟节点覆盖旧节点,会有许多不必要的dom操作,影响性能,所以就需要将虚拟节点与上次渲染视图所使用的旧虚拟节点(oldVnode)进行对比,找出真正需要更新的节点,这一过程中,最重要的就是我们今天所讲的diff过程,闲话不多说,冲就完事了。
了解几个重要的概念
1. Vnode
Vnode只是vue.js中的一个类名,用于实例化不同类型的vnode实例,类型有:注释节点,文本节点,元素节点,组件节点,函数式组件节点,克隆节点;仅仅是JS中的一个对象,可以简单的理解成节点描述对象.
Vnode属性简析:
export default class VNode { tag: string | void; data: VNodeData | void; children: ?Array<VNode>; text: string | void; elm: Node | void; ns: string | void; context: Component | void; // rendered in this component scope key: string | number | void; componentOptions: VNodeComponentOptions | void; componentInstance: Component | void; // component instance parent: VNode | void; // component placeholder node // strictly internal raw: boolean; // contains raw HTML? (server only) isStatic: boolean; // hoisted static node isRootInsert: boolean; // necessary for enter transition check isComment: boolean; // empty comment placeholder? isCloned: boolean; // is a cloned node? isOnce: boolean; // is a v-once node? asyncFactory: Function | void; // async component factory function asyncMeta: Object | void; isAsyncPlaceholder: boolean; ssrContext: Object | void; fnContext: Component | void; // real context vm for functional nodes fnOptions: ?ComponentOptions; // for SSR caching devtoolsMeta: ?Object; // used to store functional render context for devtools fnScopeId: ?string; // functional scope id support constructor ( tag?: string, data?: VNodeData, children?: ?Array<VNode>, text?: string, elm?: Node, context?: Component, componentOptions?: VNodeComponentOptions, asyncFactory?: Function ) { this.tag = tag this.data = data this.children = children this.text = text this.elm = elm this.ns = undefined this.context = context this.fnContext = undefined this.fnOptions = undefined this.fnScopeId = undefined this.key = data && data.key this.componentOptions = componentOptions this.componentInstance = undefined this.parent = undefined this.raw = false this.isStatic = false this.isRootInsert = true this.isComment = false this.isCloned = false this.isOnce = false this.asyncFactory = asyncFactory this.asyncMeta = undefined this.isAsyncPlaceholder = false } // DEPRECATED: alias for componentInstance for backwards compat. /* istanbul ignore next */ get child (): Component | void { return this.componentInstance } } 复制代码
根据vnode的属性,上面我们所说的几中类型就可以对应入座:
-
注释节点: 只有两个有效属性——text和isComment,其余属性全部默认为false或者undefined
-
文本节点:一个有效属性:text
-
克隆节点:将现有节点属性全部复制到新节点。克隆节点与被克隆节点唯一区别就是克隆节点的isCloned为true
-
元素节点:通常会有4个有效属性:tag,data,children,context
-
组件节点:与元素节点类似,但有componentOptions(组件节点参数),componentInstance(组件实例)独有属性
-
函数式组件节点:与组件节点类似,但有functionContext和functionOptions独有属性
需要注意的是后面会涉及到的几个属性:
children和parent 通过这个建立其vnode之间的层级关系,对应的也就是真实dom的层级关系
text 如果存在值,证明该vnode对应的就是一个文本节点,跟children是一个互斥的关系,不可能同时有值
tag 表明当前vnode,对应真实 dom 的标签名,如‘div’、‘p’
elm 就是当前vnode对应的真实的dom
2.patch函数
vue会在初始化过程之后,组件挂载前会生成虚拟dom,将虚拟dom挂载到vue实例上,:
这段代码就是判断是否浏览器环境下,判断条件很简单: typeof window !== 'undefined',是就执行patch函数,否则的话就不执行任何操作:
ok,接下来我们看看patch函数做了写什么: 调用了createPatchFunction函数,而createPatchFunction函数返回了一个patch函数: patch函数主要处理(除去边界情况)三种情况:不存在 oldVnode,则进行createElm
存在 oldVnode 和 vnode,但是 sameVnode 返回 true, 则进行patchVnode
存在 oldVnode 和 vnode,但是 sameVnode 返回 false, 则进行createElm
patch完成之后,新的vnode上会对应生成elm,也就是真实的dom,且是已经挂载到parentElm下的dom
3.sameVnode比较函数
function sameVnode (a, b) { // 是否是相同的VNode节点 return ( a.key === b.key && ( // 如平时v-for内写的key ( a.tag === b.tag && // tag相同 a.isComment === b.isComment && // 注释节点 isDef(a.data) === isDef(b.data) && // 都有data属性 sameInputType(a, b) // 相同的input类型 ) || ( isTrue(a.isAsyncPlaceholder) && // 是异步占位符节点 a.asyncFactory === b.asyncFactory && // 异步工厂方法 isUndef(b.asyncFactory.error) ) ) ) } 复制代码
这个函数主要是来判断需不需要进行patchVnode,返回false的时候后会根据vnode进行createElm,但是返回true的时候,也不能表明是同一个vnode,有可能出现children发生了变化,仍需进行patchVnode进行更新
patchVnode函数
由前面的patch方法,我们知道patchVnode方法和createElm的方法最终的处理结果一样,就是生成或更新了当前vnode对应的dom。
看代码:
function patchVnode ( oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, ownerArray, index, removeOnly ) { if (oldVnode === vnode) { return } if (isDef(vnode.elm) && isDef(ownerArray)) { // clone reused vnode vnode = ownerArray[index] = cloneVNode(vnode) } const elm = vnode.elm = oldVnode.elm if (isTrue(oldVnode.isAsyncPlaceholder)) { if (isDef(vnode.asyncFactory.resolved)) { hydrate(oldVnode.elm, vnode, insertedVnodeQueue) } else { vnode.isAsyncPlaceholder = true } return } // reuse element for static trees. // note we only do this if the vnode is cloned - // if the new node is not cloned it means the render functions have been // reset by the hot-reload-api and we need to do a proper re-render. if (isTrue(vnode.isStatic) && isTrue(oldVnode.isStatic) && vnode.key === oldVnode.key && (isTrue(vnode.isCloned) || isTrue(vnode.isOnce)) ) { vnode.componentInstance = oldVnode.componentInstance return } let i const data = vnode.data if (isDef(data) && isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.prepatch)) { i(oldVnode, vnode) } const oldCh = oldVnode.children const ch = vnode.children if (isDef(data) && isPatchable(vnode)) { for (i = 0; i < cbs.update.length; ++i) cbs.update[i](oldVnode, vnode) if (isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.update)) i(oldVnode, vnode) } if (isUndef(vnode.text)) { if (isDef(oldCh) && isDef(ch)) { if (oldCh !== ch) updateChildren(elm, oldCh, ch, insertedVnodeQueue, removeOnly) } else if (isDef(ch)) { if (process.env.NODE_ENV !== 'production') { checkDuplicateKeys(ch) } if (isDef(oldVnode.text)) nodeOps.setTextContent(elm, '') addVnodes(elm, null, ch, 0, ch.length - 1, insertedVnodeQueue) } else if (isDef(oldCh)) { removeVnodes(oldCh, 0, oldCh.length - 1) } else if (isDef(oldVnode.text)) { nodeOps.setTextContent(elm, '') } } else if (oldVnode.text !== vnode.text) { nodeOps.setTextContent(elm, vnode.text) } if (isDef(data)) { if (isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.postpatch)) i(oldVnode, vnode) } } 复制代码
代码主要是:
- if (oldVnode === vnode),他们的引用一致,可以认为没有变化
- 克隆节点,后面updateChildren会用到
if (isDef(vnode.elm) && isDef(ownerArray)) { // clone reused vnode vnode = ownerArray[index] = cloneVNode(vnode) } 复制代码
- const el = vnode.el = oldVnode.el 让vnode.el引用到现在的真实dom,当el修改时,vnode.el会同步变化
- 重用静态树元素,静态资源会在编译时标记出来,但是vue 2.x中不完善,如果子节点中存在一个不为静态节点的元素,那么就不会标记为静态节点,vue 3.0 虚拟dom重构后 会精确的标记每一个静态节点
if (isTrue(vnode.isStatic) && isTrue(oldVnode.isStatic) && vnode.key === oldVnode.key && (isTrue(vnode.isCloned) || isTrue(vnode.isOnce)) ) { vnode.componentInstance = oldVnode.componentInstance return } 复制代码
- 核心逻辑:
if (isUndef(vnode.text)) { if (isDef(oldCh) && isDef(ch)) { if (oldCh !== ch) updateChildren(elm, oldCh, ch, insertedVnodeQueue, removeOnly) } else if (isDef(ch)) { if (process.env.NODE_ENV !== 'production') { checkDuplicateKeys(ch) } if (isDef(oldVnode.text)) nodeOps.setTextContent(elm, '') addVnodes(elm, null, ch, 0, ch.length - 1, insertedVnodeQueue) } else if (isDef(oldCh)) { removeVnodes(oldCh, 0, oldCh.length - 1) } else if (isDef(oldVnode.text)) { nodeOps.setTextContent(elm, '') } } else if (oldVnode.text !== vnode.text) { nodeOps.setTextContent(elm, vnode.text) } 复制代码
总结: 一个vnode有三种情况:文本vnode,有children的vnode,没有children的vnode,那么新的vnode和oldVnode比较的话会有9种处理情况:
updateChildren函数(diff核心)
经过上面的分析,新老节点都存在Children的情况下才会执行updateChildren,此时入参是oldVnode.Children和vnode.Children,所以可以知道的是,updateChildren进行的是同层级下的children的更新比较,比较只会在同层级进行, 不会跨层级比较。
代码如下:
function updateChildren (parentElm, oldCh, newCh, insertedVnodeQueue, removeOnly) { let oldStartIdx = 0 第一个下标 let 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 // 旧节点key和下标的对象集合 let idxInOld // 新节点key在旧节点key集合里的下标 let vnodeToMove // idxInOld对应的旧节点 let refElm // 参考节点 // removeOnly is a special flag used only by <transition-group> // to ensure removed elements stay in correct relative positions // during leaving transitions const canMove = !removeOnly if (process.env.NODE_ENV !== 'production') { checkDuplicateKeys(newCh) // 检测newVnode的key是否有重复 } while (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) { if (isUndef(oldStartVnode)) { // 跳过因位移留下的undefined oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx] // Vnode has been moved left } else if (isUndef(oldEndVnode)) { // 跳过因位移留下的undefined oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx] } else if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) { patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx) oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx] newStartVnode = newCh[++newStartIdx] } else if (sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) { patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newEndIdx) oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx] newEndVnode = newCh[--newEndIdx] } else if (sameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) { // Vnode moved right patchVnode(oldStartVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newEndIdx) canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldStartVnode.elm, nodeOps.nextSibling(oldEndVnode.elm)) oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx] newEndVnode = newCh[--newEndIdx] } else if (sameVnode(oldEndVnode, newStartVnode)) { // Vnode moved left patchVnode(oldEndVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx) canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldEndVnode.elm, oldStartVnode.elm) oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx] newStartVnode = newCh[++newStartIdx] } else { if (isUndef(oldKeyToIdx)) oldKeyToIdx = createKeyToOldIdx(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx) // 获取旧开始到结束节点的key和下标集合 idxInOld = isDef(newStartVnode.key) // 获取新节点key在旧节点key集合里的下标 ? oldKeyToIdx[newStartVnode.key] : findIdxInOld(newStartVnode, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx) if (isUndef(idxInOld)) { // New element 找不到对应的下标,表示新节点是新增的,需要创建新dom createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx) } else { // 能找到对应的下标,表示是已有的节点,移动位置即可 vnodeToMove = oldCh[idxInOld] // 获取对应已有的旧节点 if (sameVnode(vnodeToMove, newStartVnode)) { patchVnode(vnodeToMove, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx) oldCh[idxInOld] = undefined canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, vnodeToMove.elm, oldStartVnode.elm) } else { // same key but different element. treat as new element createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx) } } newStartVnode = newCh[++newStartIdx] // 新开始下标和节点更新为第二个节点 } } if (oldStartIdx > oldEndIdx) { refElm = isUndef(newCh[newEndIdx + 1]) ? null : newCh[newEndIdx + 1].elm addVnodes(parentElm, refElm, newCh, newStartIdx, newEndIdx, insertedVnodeQueue) } else if (newStartIdx > newEndIdx) { removeVnodes(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx) } } 复制代码
开始之前定义了一系列的变量,分别如下:
- oldStartIdx 开始指针,指向oldCh中待处理部分的头部,对应的vnode也就是oldStartVnode
- oldEndIdx 结束指针,指向oldCh中待处理部分的尾部,对应的vnode也就是oldEndVnode
- newStartIdx 开始指针,指向ch中待处理部分的头部,对应的vnode也就是newStartVnode
- newEndIdx 结束指针,指向ch中待处理部分的尾部,对应的vnode也就是newEndVnode
- oldKeyToIdx 是一个map,其中key就是常在for循环中写的v-bind:key的值,value 对应的就是当前vnode,也就是可以通过唯一的key,在map中找到对应的vnode updateChildren使用的是while循环来更新dom的,其中的退出条件就是!(oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx),换种理解方式:oldStartIdx > oldEndIdx || newStartIdx > newEndIdx,什么意思呢,就是只要有一个发生了‘交叉’(下面的例子会出现交叉)就退出循环。
diff比较顺序(优先级从上到下):
- 无oldStartVnode则开始oldStartIdx指针右移(参照round6)
- 无oldEndVnode则开始oldEndIdx指针左移
- 对比头部,成功则patchVnode更新并oldStartIdx,newStartIdx右移动(参照round4)
- 对比尾部,成功则patchVnode更新并oldEndIdx,newEndIdx左移动(参照round1)
- oldVnode头与vnode尾对比,成功则patchVnode更新并oldStartIdx右移动,newEndIdx左移动(参照round5)
- oldVnode尾与vnode头对比,成功则patchVnode更新并oldEndIdx左移动,newStartIdx右移动(参照round2)
- 在oldKeyToIdx中根据newStartVnode的可以进行查找,成功则patchVnode更新并移动(参照round3)
举个例子
例子来源于网络,如侵必删
原有的oldCh的顺序是 A 、B、C、D、E、F、G,更新后成ch的顺序 F、D、A、H、E、C、B、G。
图解说明
为了更好理解后续的round,开始之前先看下相关符合标记的说明
diff过程
round1:
对比顺序:A-F -> G-G,匹配成功,然后:
对G进行patchVnode的操作,更新oldEndVnodeG和newEndVnodeG的elm
指针移动,两个尾部指针向左移动,即oldEndIdx-- newEndIdx--
round2:
对比顺序:A-F -> F-B -> A-B -> F-F,匹配成功,然后:
对F进行patchVnode的操作,更新oldEndVnodeF和newEndVnodeF的elm
指针移动,移动指针,即oldEndIdx-- newStartIdx++
找到oldStartVnode在dom中所在的位置A,然后在其前面插入更新过的F的elm
round3:
对比顺序:A-D -> E-B -> A-B -> E-D,仍未成功,取D的key,在oldKeyToIdx中查找,找到对应的D,查找成功,然后:
将D取出赋值到 vnodeToMove
对D进行patchVnode的操作,更新vnodeToMoveD和newStartVnodeD的elm
指针移动,移动指针,即newStartIdx++
将oldCh中对应D的vnode置undefined
在dom中找到oldStartVnodeA的elm对应的节点,然后在其前面插入更新过的D的elm
round4:
对比顺序:A-A,对比成功,然后:
对A进行patchVnode的操作,更新oldStartVnodeA和newStartVnodeA的elm
指针移动,两个尾部指针向左移动,即oldStartIdx++ newStartIdx++
round5:
对比顺序:B-H -> E-B -> B-B ,对比成功,然后:
对B进行patchVnode的操作,更新oldStartVnodeB和newStartVnodeB的elm
指针移动,即oldStartIdx++ newEndIdx--
在dom中找到oldEndVnodeE的elm的nextSibling节点(即G的elm),然后在其前面插入更新过的B的elm
round6:
对比顺序:C-H -> E-C -> C-C ,对比成功,然后(同round5):
对C进行patchVnode的操作,更新oldStartVnodeC和newStartVnodeC的elm
指针移动,即oldStartIdx++ newEndIdx--
在dom中找到oldEndVnodeE的elm的nextSibling节点(即刚刚插入的B的elm),然后在其前面插入更新过的C的elm
round7:
获取oldStartVnode失败(因为round3的步骤4),然后:
指针移动,即oldStartIdx++
round8:
对比顺序:E-H、E-E,匹配成功,然后(同round1):
对E进行patchVnode的操作,更新oldEndVnodeE和newEndVnodeE的elm
指针移动,两个尾部指针向左移动,即oldEndIdx-- newEndIdx--
round9:
round8之后oldCh提前发生了‘交叉’,退出循环。
找到newEndIdx+1对应的元素A
待处理的部分(即newStartIdx-newEndIdx中的vnode)则为新增的部分,无需patch,直接进行createElm
所有的这些待处理的部分,都会插到步骤1中dom中A的elm所在位置的后面
注意点:
oldCh和ch在过程中他们的位置并不会发生变化
真正进行操作的是进入updateChildren传入的parentElm,round即为父vnode的elm while每一次的循环体
多次提到patchVnode,往前看patchVnode的部分,其处理的结果就是oldVnode.elm和vnode.elm得到了更新
有多次的原生的dom的操作,insertBefore,重点是要先找到插入的地方
总结
这里只要记住,oldCh和ch都是参照物,其中,ch是我们的目标顺序,而oldCh是我们用来了解当前dom顺序的参照。所以整个diff过程,就是对比oldCh和ch,确认当前round,oldCh如何移动更靠近ch,由于oldCh中待处理的部分仍在dom中,所以可以根据oldCh中的oldStartVnode的elm和 oldEndVnode的elm的位置,来确定匹配成功的元素该如何插入。
‘头头’匹配成功的时候,证明当前oldStartVnode位置正是现在的位置,无需移动,进行patchVnode更新即可
‘尾尾’匹配成功同‘头头’匹配成功,也无需移动
若‘尾头匹配成功’,即oldEndVnode与newSatrtVnode匹配成功,表示oldEndVnode的被替换到了Vnode的头部,这里注意成功的是newSatrtVnode,所以我们直接在dom将oldEndVnode插入到最前面。
同理,若‘头尾匹配成功’,即oldStartVnode与newEndVnode匹配成功,表示oldStartVnode的被替换到了Vnode的头部,这里注意成功的是newEndVnode,所以是在待处理dom的尾部插入(就是尾部元素的下一个元素前插)
以上已经包含updateChildren中大部分的内容了,当然还有部分没有涉及到的就不一一说明的,具体的大家可以对着源码,找个实例走整个的流程即可。
顺便提下insertedVnodeQueue:
这部分涉及到组件的patch的过程,这里可以简单说下:组件的mount函数之后之后并不会立即触发组件实例的mounted钩子,而是把当前实例push到insertedVnodeQueue中,然后在patch函数中,会执行invokeInsertHook,也就是触发所有组件实例的insert的钩子,而组件的insert钩子函数中才会触发组件实例的mounted钩子。比方说,在patch的过程中,patch了多个组件vnode,他们都进行了mount即生成dom,但没有立即触发$mounted,而是等整个patch完成,再逐一触发。
这篇关于手摸手系列-和你深入浅出源码解析Vue diff过程的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对大家有所帮助,也希望大家多多支持为之网!
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