VUE源码学习第十三篇-patch(dom更新)

一、总述

前一章节，我们讲解了diff算法的原理，本章节一起看下vue如何通过该算法实现patch过程。

还记得在第六篇我们在讲到vm._update时，它负责将Vnode转化为真实的dom，包含两个分支过程，dom的首次渲染，以及后续的dom的更新。

 Vue.prototype._update = function (vnode: VNode, hydrating?: boolean) {
    ...
    if (!prevVnode) {
      // initial render
      vm.$el = vm.__patch__(vm.$el, vnode, hydrating, false /* removeOnly */)
    } else {
      // updates
      vm.$el = vm.__patch__(prevVnode, vnode)
    }
    ...
  }

在第六篇，我们已经学习了首先dom渲染的过程。本章我们继续第二个分支流程。

二、patch

我们用下面的dom更新的例子，结合源码来分析。

 <div id="app">
    <button v-on:click="changeMsg">设置</button>
  <ul>
    <li v-for="item in items" :id="item.id">
    </li>
  </ul>
</div>


var vm = new Vue({
    el:"#app",
    data:{
      msg:'this is msg',
      items:[
      {id:1},
      {id:2},
      {id:3}
      ],
   methods:{
    changeMsg(){
      this.items.push({id:4});
    }
  }
})

这个例子比较简单，dom渲染完成后如下：

当点击"设置"按钮，数组追加一列。由前面的知识可知，items属性值发生变化，会触发其相关的订阅watcher对象更新。因为该属性在模板中使用，则会触发render wacher的更新，执行vm._render(),生产新的vnode。 vm.$el = vm.__patch__(prevVnode, vnode)，通过新旧vnode的比较，实现真实dom的更新。最终渲染如下：

整个过程就是li节点增加了一个，其他的保持不变。我们期望在实际dom更新中，也只是新增一个li节点，而不是全局刷新，这样效率是最高的。

vm.__patch__(prevVnode, vnode)方法最终是在src/core/vdom/patch.js中定义。

  return function patch (oldVnode, vnode, hydrating, removeOnly) {
    ....
     //1、oldVnode为空(首次渲染，或者组件)，直接创建新的root element
    if (isUndef(oldVnode)) {//
      // empty mount (likely as component), create new root element
      isInitialPatch = true
      createElm(vnode, insertedVnodeQueue)
    } else {
      //2、oldVnode存在，进入patchVnode过程
      const isRealElement = isDef(oldVnode.nodeType)//oldVnode是id为app的dom节点
      if (!isRealElement && sameVnode(oldVnode, vnode)) {
        // patch existing root node
        patchVnode(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, removeOnly)
      } else {
        ......
        //3、创建节点
        createElm(
          vnode,
          insertedVnodeQueue,
          // extremely rare edge case: do not insert if old element is in a
          // leaving transition. Only happens when combining transition +
          // keep-alive + HOCs. (#4590)
          oldElm._leaveCb ? null : parentElm,
          nodeOps.nextSibling(oldElm)
        )
       ...
  }

进入patchVnode过程，我们直接看第二步，首先判断isRealElement ，以及sameVnode。isRealElement表示是否为实际的dom节点，再来看下sameVnode方法。

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function sameVnode (a, b) {
  return (
    a.key === b.key && (//key相同，undefined也算相同
      (
        a.tag === b.tag &&//tag相同
        a.isComment === b.isComment &&//是否是comment
        isDef(a.data) === isDef(b.data) &&//data，属性已定义
        sameInputType(a, b)//input相同
      ) || (
        isTrue(a.isAsyncPlaceholder) &&
        a.asyncFactory === b.asyncFactory &&
        isUndef(b.asyncFactory.error)
      )
    )
  )
}

sameVnode实际是描述的两个节点的可比性，它需要满足(后面的或条件暂时忽略)，

(1)key相同，undefined也算相同。

(2)tag相同，比如div，ul

(3)data属性，是否有属性定义要保持一致。比如li节点上的id属性。(注意：并不需要data属性相同)

(4)input类型。type类型相同，data是否定义要保持一致。

也就说满足以上条件，才有资格进行节点间的patch，继续子节点的比较，否则就直接走else分支，创建并插入全新节点。

     这里我们聊一聊key，我们在开发的过程中，我们在使用v-for，input等标签时，需要加上一个key，表示唯一性标识，否则会发现元素之间"串",得不到我们预期的效果。本例中，我们没有加上key，key为undefined，所以判断可比性，只采用了后面的条件，对于id="1"的li节点，采用了"就地复用"。有时，我们并不想这样，我们只需要将这两个元素的key设置不同，那这两个元素可比性比较通不过，就会重新创建元素节点。

本例中的根节点div是满足这个条件的，所以进入patchVnode过程。

function patchVnode (oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, removeOnly) {
   ...

    // 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.
    //1、对于static节点树，无需比较，直接节点复用
    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)
    }
    
    //获取oldVnode，Vnode的子节点，进行比较
    const oldCh = oldVnode.children
    const ch = vnode.children
    //2、更新当前节点，执行update相关方法
    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)
    }
    //3、比较子节点
    if (isUndef(vnode.text)) {//3.1 非text节点叶节点
      if (isDef(oldCh) && isDef(ch)) {//新，旧子节点存在
        if (oldCh !== ch) updateChildren(elm, oldCh, ch, insertedVnodeQueue, removeOnly)
      } else if (isDef(ch)) {//新子节点存在，旧子节点不村子，添加新节点
        if (isDef(oldVnode.text)) nodeOps.setTextContent(elm, '')
        addVnodes(elm, null, ch, 0, ch.length - 1, insertedVnodeQueue)
      } else if (isDef(oldCh)) {//旧子节点存在，新子节点不存在，删除旧节点
        removeVnodes(elm, oldCh, 0, oldCh.length - 1)
      } else if (isDef(oldVnode.text)) {//旧节点的为text节点，则设置为空
        nodeOps.setTextContent(elm, '')
      }
    } else if (oldVnode.text !== vnode.text) {//3.2 text叶节点，但是text不同，直接更新
      nodeOps.setTextContent(elm, vnode.text)
    }
    if (isDef(data)) {
      if (isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.postpatch)) i(oldVnode, vnode)
    }
  }

patchVnode核心流程分为三部分。

1、判断是否是static，在编译的章节，我们介绍了什么是静态节点，为了提高patch效率，对于静态节点，直接进行元素复用。

2、更新当前节点，执行相关的update方法。这些方法如下,主要是更新data属性中定义的内容。(sameVnode不要求data属性相同的原因)

updateAttrs(oldVnode, vnode)
updateClass(oldVnode, vnode)
updateDOMListeners(oldVnode, vnode)
updateDOMProps(oldVnode, vnode)
updateStyle(oldVnode, vnode)
update(oldVnode, vnode)
updateDirectives(oldVnode, vnode)

3、比较子节点。

(1)对于非text叶节点，继续子节点比较。新旧子节点存在，则调用updateChildren继续比较；新子节点存在，旧子节点不存在，则说明该子节点是新增，调用addVnodes创建；新子节点不存在，旧子节点存在，说明该子节点是多余的，调用removeVnodes删除该节点。

(2)对于text叶节点，如果text内容不同，则直接更新。

本例中ul元素的子节点，新旧节点都存在li子节点。所以进入updateChildren方法。

function updateChildren (parentElm, oldCh, newCh, insertedVnodeQueue, removeOnly) {
    let oldStartIdx = 0
    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, idxInOld, vnodeToMove, refElm

    // 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)
    }

    while (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) {
      if (isUndef(oldStartVnode)) {// os没有定义，os索引向后移动一位
        oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx] 
      } else if (isUndef(oldEndVnode)) {//oe没有定义，oe索引向前移动一位
        oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
      } else if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) {//os==ns，保持节点位置不变，继续比较其子节点，os,ns索引向后移动一位
        patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue)
        oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
        newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
      } else if (sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) {//oe==ne，保持节点位置不变，继续比较其子节点，oe，ne索引向后前移动一位。
        patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue)
        oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
        newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
      } else if (sameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) { // os==ne，将os节点移动到oe后面，继续比较其子节点，os索引向后移动一位，ne索引向前移动一位
        patchVnode(oldStartVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue)
        canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldStartVnode.elm, nodeOps.nextSibling(oldEndVnode.elm))
        oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
        newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
      } else if (sameVnode(oldEndVnode, newStartVnode)) { // oe==ns，将oe移动到os节点前，继续比较其子节点，oe索引向后移动一位，ns向前移动一位。
        patchVnode(oldEndVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue)
        canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldEndVnode.elm, oldStartVnode.elm)
        oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
        newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
      } else {//两组都不相同的情况下
        if (isUndef(oldKeyToIdx)) oldKeyToIdx = createKeyToOldIdx(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
        //在oldstartIdx与oldEndIdx间，查找与newStartVnode相同(key相同，或者节点元素相同)节点索引位置
        idxInOld = isDef(newStartVnode.key)
          ? oldKeyToIdx[newStartVnode.key]
          : findIdxInOld(newStartVnode, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
        if (isUndef(idxInOld)) { // New element
          //没有相同节点，则将newStartVnode插入到oldStartVnode前
          createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx)
        } else {
          vnodeToMove = oldCh[idxInOld]
          //key值和节点都都相同
          if (sameVnode(vnodeToMove, newStartVnode)) {
            patchVnode(vnodeToMove, newStartVnode, insertedVnodeQueue)
            oldCh[idxInOld] = undefined
            //移动到oldStartVnode前
            canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, vnodeToMove.elm, oldStartVnode.elm)
          } else {
            // same key but different element. treat as new element
            //相同的key，但节点元素不同，创建一个新的newStartVnode节点，插入到oldStartVnode前。
            createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx)
          }
        }
        //newStartVnode索引加1
        newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
      }
    }
    if (oldStartIdx > oldEndIdx) {//旧节点先遍历完，新增剩余的新节点，并插入到ne+1前位置
      refElm = isUndef(newCh[newEndIdx + 1]) ? null : newCh[newEndIdx + 1].elm
      addVnodes(parentElm, refElm, newCh, newStartIdx, newEndIdx, insertedVnodeQueue)
    } else if (newStartIdx > newEndIdx) {//新节店先遍历完，删除剩余的老节点
      removeVnodes(parentElm, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
    }
  }

updateChildren方法就是对diff方法的实现，可以对照前一章节的图解进行代码阅读。

初始化新旧节点的开始，结束索引。分别用os(oldStartIdx)，oe(oldEndIdx),ns(newStartIdx),ne(newEndIdx)表示。

(1)os没有定义，os索引向后移动一位。

(2)oe没有定义，oe索引向前移动一位。

(3)os==ns，保持节点位置不变，继续比较其子节点，os,ns索引向后移动一位。

(4)oe==ne，保持节点位置不变，继续比较其子节点，oe，ne索引向后前移动一位。

(5)os==ne，继续比较其子节点，将os节点移动到oe后面，os索引向后移动一位，ne索引向前移动一位。

(6)oe==ns，继续比较其子节点，将oe移动到os节点前，oe索引向后移动一位，ns向前移动一位。

(7)两组都不相同的情况下,在os与oe间，查找与newStartVnode相同(key相同，或者节点元素相同)的节点，如果节点不存在，则创建一个新节点，并插入到os前；如果节点存在，则将该节点移动到os前。ns索引向后移动一位。

(8)旧节点先遍历完，新增剩余的新节点，并插入到ne+1前位置。

(9)新节点先遍历完，删除剩余的老节点。

本例中li节点，新旧节点中前三个都相同，增加了最后一个，所以执行的第8种情况，符合我们的期望。

其中3,4,5,6情况下，调用patchVnode更新节点，并继续比较子节点，直至到叶节点。

三、总结

整个过程，就是通过新旧Vnode的对比，以及diff算法，映射成实际的dom操作。