Vue 的 diff 算法学习
diff 算法是一种同层的树节点进行比较的高效算法，有两个特点：
- 只比较同层级的节点，不会跨层级比较；
- diff 比较过程中，循环从两边向中间靠拢；
原理分析
当数据发生变化时，set会调用 dep.notify通知所有的 watcher，订阅者会调用 patch给真实 DOM 打补丁，更新相应的视图；
patch 函数：oldVnode 和 vnode 分别代表旧节点和新节点，主要做了四个判断：
- 没有新节点，则直接调用 destory 销毁节点；
- 没有旧节点，代表新建，直接调用 createElem 创建节点；
- 旧节点和新节点自身一致，进行 sameVnode 判断，一样时调用 patchVnode；
- 旧节点和新节点自身不一致，创建新节点，删除旧节点；
function patch(oldVnode, vnode, hydrating, removeOnly) {
// 判断有没有新节点，没有则直接调用 destory
if (isUndef(vnode)) {
if (isDef(oldVnode)) invokeDestroyHook(oldVnode)
return
}
let isInitialPatch = false
const insertedVnodeQueue = []
if (isUndef(oldVnode)) {
// 没有旧节点，则直接创建节点
isInitialPatch = true
createElm(vnode, insertedVnodeQueue)
} else {
const isRealElement = isDef(oldVnode.nodeType)
if (!isRealElement && sameVnode(oldVnode, vnode)) {
// 旧节点和新节点一致，调用 patchVnode
patchVnode(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, null, null, removeOnly)
} else {
// 旧节点和新节点不一致，根据新节点创建新的 DOM 节点
if (isRealElement) {
if (oldVnode.nodeType === 1 && oldVnode.hasAttribute(SSR_ATTR)) {
oldVnode.removeAttribute(SSR_ATTR)
hydrating = true
}
if (isTrue(hydrating)) {
if (hydrate(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue)) {
invokeInsertHook(vnode, insertedVnodeQueue, true)
return oldVnode
}
}
oldVnode = emptyNodeAt(oldVnode)
}
return vnode.elm
}
}
}
patchVnode 函数主要做几个判断
- 新旧节点一致，不操作；
- 新节点是否是文本节点，是则直接更新旧节点的文本内容为新节点的文本内容；
- 新旧节点是否都有子节点，是则进行比较更新子节点；
- 新节点有子节点，旧节点没有，则直接新节点插入到父节点；
- 新节点没有子节点，旧节点有子节点，则直接删除旧节点的子节点；
function patchVnode (oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, removeOnly) {
// 新旧节点一致，不操作
if (oldVnode === vnode) {
return
}
// 将旧节点的 el 引用到新节点的 el，变化时同步变化
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
}
// 新旧节点都是静态节点且 key 值一致
// 新节点是克隆节点或 v-once 控制的节点，只需要将旧的 componentInstance 复制给新节点
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)
}
// 判断新节点是否是文本节点
if (isUndef(vnode.text)) {
// 新节点不是文本节点，且新旧节点都有子节点
if (isDef(oldCh) && isDef(ch)) {
// 新旧节点的子节点不一致，调用 updateChildren
if (oldCh !== ch) updateChildren(elm, oldCh, ch, insertedVnodeQueue, removeOnly)
} else if (isDef(ch)) {
// 只有新节点有子节点，在旧节点上添加子节点
// 因为前面 elm 已经引用了旧节点的 elm，所以直接添加
if (isDef(oldVnode.text)) nodeOps.setTextContent(elm, '')
addVnodes(elm, null, ch, 0, ch.length - 1, insertedVnodeQueue)
} else if (isDef(oldCh)) {
// 旧节点有子节点，新节点没有子节点，则代表删除旧节点的子节点
removeVnodes(elm, oldCh, 0, oldCh.length - 1)
} else if (isDef(oldVnode.text)) {
// 旧节点的子节点是文本节点，则直接将子节点置为空字符串
nodeOps.setTextContent(elm, '')
}
} else if (oldVnode.text !== vnode.text) {
// 新旧节点都是文本节点，且内容不一致，则直接使用新节点的文本节点
nodeOps.setTextContent(elm, vnode.text)
}
if (isDef(data)) {
if (isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.postpatch)) i(oldVnode, vnode)
}
}
updateChildren 函数：5 种场景判断
- 新旧节点的 start 相同，直接 patchVnode，同时头指针 +1；
- 新旧节点的 end 相同，直接 patchVnode，同时尾指针 -1；
- 旧节点的 start 和新节点的 end 相同，直接 patchVnode，同时旧头指针 +1，新尾指针 -1；
- 旧节点的 end 和新节点的 start 相同，直接 patchVnode，同时旧尾指针 -1，新头指针 +1；
- 以上四种情况不满足时，则分两种情况：
- 旧节点中不存在 key 值相同的节点，则 createElm 创建节点；
- 旧节点中存在 key 值相同的节点，比较 key 相同的节点和新节点的 start，相同则直接 patchVnode；不同则 createElm 新建节点；同时新节点的头指针 +1；
function updateChildren (parentElm, oldCh, newCh, insertedVnodeQueue, removeOnly) {
let oldStartIdx = 0 // 旧头指针
let newStartIdx = 0 // 新头指针
let oldEndIdx = oldCh.length - 1 // 旧尾指针
let newEndIdx = newCh.length - 1 // 新尾指针
let oldStartVnode = oldCh[0] // 旧的头节点
let oldEndVnode = oldCh[oldEndIdx] // 旧的尾节点
let newStartVnode = newCh[0] // 新的头节点
let newEndVnode = newCh[newEndIdx] // 新的尾节点
let oldKeyToIdx, idxInOld, vnodeToMove, refElm
const canMove = !removeOnly
while (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) {
if (isUndef(oldStartVnode)) {
// 旧的头节点不存在，旧头指针往后走
oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
} else if (isUndef(oldEndVnode)) {
// 旧的尾节点不存在，旧尾指针往前走
oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
} else if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) {
// 旧的头节点和新的头节点相同，新旧头指针右移
patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue)
oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
} else if (sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) {
// 旧的尾节点和新的尾节点相同，新旧尾指针左移
patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue)
oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
} else if (sameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) {
// 旧的头节点和新的尾节点相同，旧头指针右移，新尾指针左移
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)) {
// 旧的尾节点和新的头节点相同，旧尾指针右移，新头指针左移
patchVnode(oldEndVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue)
canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldEndVnode.elm, oldStartVnode.elm)
oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
} else {
if (isUndef(oldKeyToIdx)) oldKeyToIdx = createKeyToOldIdx(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
// 尝试寻找新旧节点 key 相同的节点，这也是是否有设置 key 值的关键点
idxInOld = isDef(newStartVnode.key)
? oldKeyToIdx[newStartVnode.key]
: findIdxInOld(newStartVnode, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
if (isUndef(idxInOld)) {
// 没有 key 相同的节点，新建节点
createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm)
} else {
// 有 key 相同的节点
vnodeToMove = oldCh[idxInOld]
if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && !vnodeToMove) {
warn(
'It seems there are duplicate keys that is causing an update error. ' +
'Make sure each v-for item has a unique key.'
)
}
// 比较两个节点是否相同
if (sameVnode(vnodeToMove, newStartVnode)) {
// 相同
patchVnode(vnodeToMove, newStartVnode, insertedVnodeQueue)
// 清除旧节点
oldCh[idxInOld] = undefined
// 将节点移动到旧节点之前
canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, vnodeToMove.elm, oldStartVnode.elm)
} else {
// 不相同，新建一个节点
createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm)
}
}
newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
}
}
总结：
- 当数据发生变化时，
watcher调用 patch 给真实 DOM 打补丁； - 通过
sameVnode判断是否相同，相同则调用patchVnode； patchVnode主要操作如下：- 将旧节点的 el 引用到新节点的 el，变化时同步变化；
- 新旧节点都有文本且内容不一致，用新节点的文本替换旧节点的文本；
- 旧节点有子节点，新节点没有，则删除旧节点的子节点；
- 新节点有子节点，旧节点没有，则创建节点添加到 el；
- 新旧节点都有子节点，进行
updateChildren比较更新；
updateChildren主要操作如下：- 设置新旧
vnode的头尾指针； - 比较新旧
vnode的头尾指针，循环向中靠拢，根据比较情况调用patchVnode重复使用patch流程，不符合比较情况时，通过查找key相同的vnode分情况比较；
- 设置新旧