转载自 https://github.com/aooy/blog

前言

vue2.0加入了virtual dom，有向react靠拢的意思。vue的diff位于patch.js文件中，我的一个小框架aoy也同样使用此算法，该算法来源于snabbdom，复杂度为O(n)。 了解diff过程可以让我们更高效的使用框架。 本文力求以图文并茂的方式来讲明这个diff的过程。

virtual dom

如果不了解virtual dom，要理解diff的过程是比较困难的。虚拟dom对应的是真实dom， 使用document.CreateElement 和 document.CreateTextNode创建的就是真实节点。

我们可以做个试验。打印出一个空元素的第一层属性，可以看到标准让元素实现的东西太多了。如果每次都重新生成新的元素，对性能是巨大的浪费。

var mydiv = document.createElement('div');for(var k in mydiv ){  console.log(k)}复制代码

virtual dom就是解决这个问题的一个思路，到底什么是virtual dom呢？通俗易懂的来说就是用一个简单的对象去代替复杂的dom对象。 举个简单的例子，我们在body里插入一个class为a的div。

var mydiv = document.createElement('div');mydiv.className = 'a';document.body.appendChild(mydiv);复制代码

对于这个div我们可以用一个简单的对象mydivVirtual代表它，它存储了对应dom的一些重要参数，在改变dom之前，会先比较相应虚拟dom的数据，如果需要改变，才会将改变应用到真实dom上。

//伪代码var mydivVirtual = {   tagName: 'DIV',  className: 'a'};var newmydivVirtual = {   tagName: 'DIV',   className: 'b'}if(mydivVirtual.tagName !== newmydivVirtual.tagName || mydivVirtual.className  !== newmydivVirtual.className){   change(mydiv)}// 会执行相应的修改 mydiv.className = 'b';//最后  
    
复制代码

读到这里就会产生一个疑问，为什么不直接修改dom而需要加一层virtual dom呢？

很多时候手工优化dom确实会比virtual dom效率高，对于比较简单的dom结构用手工优化没有问题，但当页面结构很庞大，结构很复杂时，手工优化会花去大量时间，而且可维护性也不高，不能保证每个人都有手工优化的能力。至此，virtual dom的解决方案应运而生，virtual dom很多时候都不是最优的操作，但它具有普适性，在效率、可维护性之间达平衡。 virtual dom 另一个重大意义就是提供一个中间层，js去写ui，ios安卓之类的负责渲染，就像reactNative一样。

分析diff

一篇相当经典的文章React’s diff algorithm中的图，react的diff其实和vue的diff大同小异。所以这张图能很好的解释过程。比较只会在同层级进行, 不会跨层级比较。

举个形象的例子。

    
    
           
       
     
            
           aoy    
             diff  
 
    
    
    
            
       
     
             
             aoy         
        
  
     diff
    
复制代码

我们可能期望将< span>直接移动到< p>的后边，这是最优的操作。但是实际的diff操作是移除< p>里的< span>在创建一个新的< span>插到< p>的后边。 因为新加的< span>在层级2，旧的在层级3，属于不同层级的比较。

源码分析

文中的代码位于aoy-diff中，已经精简了很多代码，留下最核心的部分。

diff的过程就是调用patch函数，就像打补丁一样修改真实dom

function patch (oldVnode, vnode) {    if (sameVnode(oldVnode, vnode)) {        patchVnode(oldVnode, vnode)    } else {        const oEl = oldVnode.el        let parentEle = api.parentNode(oEl)        createEle(vnode)        if (parentEle !== null) {            api.insertBefore(parentEle, vnode.el, api.nextSibling(oEl))            api.removeChild(parentEle, oldVnode.el)            oldVnode = null        }    }    return vnode}复制代码

patch函数有两个参数，vnode和oldVnode，也就是新旧两个虚拟节点。在这之前，我们先了解完整的vnode都有什么属性，举个一个简单的例子:

// body下的 
    
     
       对应的 oldVnode 就是{  el:  div  //对真实的节点的引用，本例中就是document.querySelector('#id.classA')  tagName: 'DIV',   //节点的标签  sel: 'div#v.classA'  //节点的选择器  data: null,       // 一个存储节点属性的对象，对应节点的el[prop]属性，例如onclick , style  children: [], //存储子节点的数组，每个子节点也是vnode结构  text: null,    //如果是文本节点，对应文本节点的textContent，否则为null}复制代码
     
    

需要注意的是，el属性引用的是此 virtual dom对应的真实dom，patch的vnode参数的el最初是null，因为patch之前它还没有对应的真实dom。

来到patch的第一部分，

if (sameVnode(oldVnode, vnode)) {    patchVnode(oldVnode, vnode)} 复制代码

sameVnode函数就是看这两个节点是否值得比较，代码相当简单：

function sameVnode(oldVnode, vnode){    return vnode.key === oldVnode.key && vnode.sel === oldVnode.sel}复制代码

两个vnode的key和sel相同才去比较它们，比如p和span，div.classA和div.classB都被认为是不同结构而不去比较它们。

如果值得比较会执行patchVnode(oldVnode, vnode)，稍后会详细讲patchVnode函数。

当节点不值得比较，进入else中

else {        const oEl = oldVnode.el        let parentEle = api.parentNode(oEl)        createEle(vnode)        if (parentEle !== null) {            api.insertBefore(parentEle, vnode.el, api.nextSibling(oEl))            api.removeChild(parentEle, oldVnode.el)            oldVnode = null        }    }复制代码

过程如下：

取得oldvnode.el的父节点，parentEle是真实dom createEle(vnode)会为vnode创建它的真实dom，令vnode.el =真实dom parentEle将新的dom插入，移除旧的dom 当不值得比较时，新节点直接把老节点整个替换了 最后

return vnode复制代码

patch最后会返回vnode，vnode和进入patch之前的不同在哪？ 没错，就是vnode.el，唯一的改变就是之前vnode.el = null, 而现在它引用的是对应的真实dom。

var oldVnode = patch (oldVnode, vnode)复制代码

至此完成一个patch过程。

patchVnode

两个节点值得比较时，会调用patchVnode函数

patchVnode (oldVnode, vnode) {    const el = vnode.el = oldVnode.el    let i, oldCh = oldVnode.children, ch = vnode.children    if (oldVnode === vnode) return    if (oldVnode.text !== null && vnode.text !== null && oldVnode.text !== vnode.text) {        api.setTextContent(el, vnode.text)    }else {        updateEle(el, vnode, oldVnode)        if (oldCh && ch && oldCh !== ch) {            updateChildren(el, oldCh, ch)        }else if (ch){            createEle(vnode) //create el's children dom        }else if (oldCh){            api.removeChildren(el)        }    }}复制代码

const el = vnode.el = oldVnode.el 这是很重要的一步，让vnode.el引用到现在的真实dom，当el修改时，vnode.el会同步变化。

节点的比较有5种情况

1.if (oldVnode === vnode)，他们的引用一致，可以认为没有变化。

2.if(oldVnode.text !== null && vnode.text !== null && oldVnode.text !== vnode.text)，文本节点的比较，需要修改，则会调用Node.textContent = vnode.text。

3.if( oldCh && ch && oldCh !== ch ), 两个节点都有子节点，而且它们不一样，这样我们会调用updateChildren函数比较子节点，这是diff的核心，后边会讲到。

4.else if (ch)，只有新的节点有子节点，调用createEle(vnode)，vnode.el已经引用了老的dom节点，createEle函数会在老dom节点上添加子节点。

5.else if (oldCh)，新节点没有子节点，老节点有子节点，直接删除老节点。

updateChildren

代码很密集，为了形象的描述这个过程，可以看看这张图。

updateChildren (parentElm, oldCh, newCh) {    let oldStartIdx = 0, 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    let idxInOld    let elmToMove    let before    while (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) {            if (oldStartVnode == null) {   //对于vnode.key的比较，会把oldVnode = null                oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]             }else if (oldEndVnode == null) {                oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]            }else if (newStartVnode == null) {                newStartVnode = newCh[++newStartIdx]            }else if (newEndVnode == null) {                newEndVnode = newCh[--newEndIdx]            }else if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) {                patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode)                oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]                newStartVnode = newCh[++newStartIdx]            }else if (sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) {                patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode)                oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]                newEndVnode = newCh[--newEndIdx]            }else if (sameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) {                patchVnode(oldStartVnode, newEndVnode)                api.insertBefore(parentElm, oldStartVnode.el, api.nextSibling(oldEndVnode.el))                oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]                newEndVnode = newCh[--newEndIdx]            }else if (sameVnode(oldEndVnode, newStartVnode)) {                patchVnode(oldEndVnode, newStartVnode)                api.insertBefore(parentElm, oldEndVnode.el, oldStartVnode.el)                oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]                newStartVnode = newCh[++newStartIdx]            }else {               // 使用key时的比较                if (oldKeyToIdx === undefined) {                    oldKeyToIdx = createKeyToOldIdx(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx) // 有key生成index表                }                idxInOld = oldKeyToIdx[newStartVnode.key]                if (!idxInOld) {                    api.insertBefore(parentElm, createEle(newStartVnode).el, oldStartVnode.el)                    newStartVnode = newCh[++newStartIdx]                }                else {                    elmToMove = oldCh[idxInOld]                    if (elmToMove.sel !== newStartVnode.sel) {                        api.insertBefore(parentElm, createEle(newStartVnode).el, oldStartVnode.el)                    }else {                        patchVnode(elmToMove, newStartVnode)                        oldCh[idxInOld] = null                        api.insertBefore(parentElm, elmToMove.el, oldStartVnode.el)                    }                    newStartVnode = newCh[++newStartIdx]                }            }        }        if (oldStartIdx > oldEndIdx) {            before = newCh[newEndIdx + 1] == null ? null : newCh[newEndIdx + 1].el            addVnodes(parentElm, before, newCh, newStartIdx, newEndIdx)        }else if (newStartIdx > newEndIdx) {            removeVnodes(parentElm, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)        }}复制代码

过程可以概括为：oldCh和newCh各有两个头尾的变量StartIdx和EndIdx，它们的2个变量相互比较，一共有4种比较方式。如果4种比较都没匹配，如果设置了key，就会用key进行比较，在比较的过程中，变量会往中间靠，一旦StartIdx>EndIdx表明oldCh和newCh至少有一个已经遍历完了，就会结束比较。

具体的diff分析

设置key和不设置key的区别： 不设key，newCh和oldCh只会进行头尾两端的相互比较，设key后，除了头尾两端的比较外，还会从用key生成的对象oldKeyToIdx中查找匹配的节点，所以为节点设置key可以更高效的利用dom。

diff的遍历过程中，只要是对dom进行的操作都调用api.insertBefore，api.insertBefore只是原生insertBefore的简单封装。 比较分为两种，一种是有vnode.key的，一种是没有的。但这两种比较对真实dom的操作是一致的。

对于与sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)和sameVnode(oldEndVnode,newEndVnode)为true的情况，不需要对dom进行移动。

总结遍历过程，有3种dom操作：

1.当oldStartVnode，newEndVnode值得比较，说明oldStartVnode.el跑到oldEndVnode.el的后边了

图中假设startIdx遍历到1。

2.当oldEndVnode，newStartVnode值得比较，说明 oldEndVnode.el跑到了newStartVnode.el的前边。

3.newCh中的节点oldCh里没有， 将新节点插入到oldStartVnode.el的前边。

在结束时，分为两种情况：

1.oldStartIdx > oldEndIdx，可以认为oldCh先遍历完。当然也有可能newCh此时也正好完成了遍历，统一都归为此类。此时newStartIdx和newEndIdx之间的vnode是新增的，调用addVnodes，把他们全部插进before的后边，before很多时候是为null的。addVnodes调用的是insertBefore操作dom节点，我们看看insertBefore的文档：parentElement.insertBefore(newElement, referenceElement)如果referenceElement为null则newElement将被插入到子节点的末尾。如果newElement已经在DOM树中，newElement首先会从DOM树中移除。所以before为null，newElement将被插入到子节点的末尾

2.newStartIdx > newEndIdx，可以认为newCh先遍历完。此时oldStartIdx和oldEndIdx之间的vnode在新的子节点里已经不存在了，调用removeVnodes将它们从dom里删除。

下面举个例子，画出diff完整的过程，每一步dom的变化都用不同颜色的线标出。

1.a,b,c,d,e假设是4个不同的元素，我们没有设置key时，b没有复用，而是直接创建新的，删除旧的。

2.当我们给4个元素加上唯一key时，b得到了的复用。

总结

尽量不要跨层级的修改dom

设置key可以最大化的利用节点

不要盲目相信diff的效率，在必要时可以手工优化

转载自 https://github.com/aooy/blog