深入剖析vue2.x中diff算法的原理

diff算法是一种通过同层的树节点进行比较的高效算法，避免了对树进行逐层搜索遍历。本篇文章带大家深入剖析vue2.x中diff算法的原理，希望对大家有所帮助！

源码分析文章看了很多,也阅读了至少两遍源码。终归还是想自己写写,作为自己的一种记录和学习。重点看注释部分和总结,其余不用太关心,通过总结对照源码回看过程和注释收获更大

更新方法的定义

在生成 render 函数后,就会调用挂载方法,在挂载时就会经过 diff 计算,在初始化的时候,由于没有旧的虚拟节点,所以初次会将真实的 dom 节点与虚拟节点作对比,由于虚拟节点不是原生节点,所以第一次会做一个替换操作。（学习视频分享：vue视频教程）

// /src/core/instance/lifecycle.js
Vue.prototype._update = function (vnode: VNode, hydrating?: boolean) {
    const vm: Component = this
    const prevEl = vm.$el
    const prevVnode = vm._vnode
    const restoreActiveInstance = setActiveInstance(vm)
    vm._vnode = vnode // 当前render函数产生的虚拟节点,保存后以便下次做对比
    if (!prevVnode) {
      vm.$el = vm.__patch__(vm.$el, vnode, hydrating, false) //初次渲染
    } else {
      vm.$el = vm.__patch__(prevVnode, vnode)
    }
   ...
  }

diff 算法两大主要分支

主体会有为两大分支: 前后虚拟节点一致、前后虚拟节点不一致

// /src/core/vdom/patch.js
export function createPatchFunction (backend) {
  ...
  return function patch (oldVnode, vnode, hydrating, removeOnly) {
    ...
      if (!isRealElement && sameVnode(oldVnode, vnode)) {
        ...// 前后虚拟节点一致的方法
      } else {
        ...// 前后虚拟节点不一致的方法
      }
  }
}

前后虚拟节点不一致

分为三个步骤: 1.创建新的节点、2.更新父占位符节点、3.删除旧节点
初次进行挂载组件时两者不相同,之后会判断如果是真实dom,就会将其转为虚拟节点并替换掉

if (isRealElement) {
  ...
  //需要diff 所以将第一次的真实节点转换成虚拟节点
  oldVnode = emptyNodeAt(oldVnode) //<div id="app"></div>
}
// 拿到父类的dom节点
const oldElm = oldVnode.elm //app
const parentElm = nodeOps.parentNode(oldElm) // body
//创建新dom节点 内部包含组件逻辑
createElm(
  vnode,
  insertedVnodeQueue,
  oldElm._leaveCb ? null : parentElm,
  nodeOps.nextSibling(oldElm)
)
//更新父的占位符节点 (组件更新相关)
if (isDef(vnode.parent)) {
  // 在生成render函数时会生成占位符节点<Dialog>提示</Dialog> => <div>提示</div> <Dialog></Dialog>就是占位符节点
  let ancestor = vnode.parent
  // 判断是否可挂载
  const patchable = isPatchable(vnode)
  while (ancestor) {
    for (let i = 0; i < cbs.destroy.length; ++i) {
      cbs.destroy[i](ancestor)
    }
    //更新父占位符的element
    ancestor.elm = vnode.elm
    if (patchable) {
      ...
    } else {
      registerRef(ancestor)
    }
    ancestor = ancestor.parent
  }
}
// 删除旧节点
if (isDef(parentElm)) {
  removeVnodes([oldVnode], 0, 0)
} else if (isDef(oldVnode.tag)) {
  invokeDestroyHook(oldVnode)
}

前后虚拟节点一致

• 首先判断新节点是否为文本,是则直接设置文本,不是则继续判断
• 新、旧节点都有children,深度对比(重点)
• 新节点有children,老节点没有,循环添加新节点
• 新节点没有,老节点有children,直接删除老节点

function patchVnode (oldVnode,vnode,insertedVnodeQueue,ownerArray,index,removeOnly) {
    const elm = vnode.elm = oldVnode.elm

    let i
    const data = vnode.data 
    // 是组件vnode,在组件更新会调用组件的prepatch方法
    if (isDef(data) && isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.prepatch)) {
      i(oldVnode, vnode)
    }

    const oldCh = oldVnode.children
    const ch = vnode.children
    //比较属性
    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)
    }
    // 是否是text
    if (isUndef(vnode.text)) {
      // 新旧节点都有children
      if (isDef(oldCh) && isDef(ch)) {
        if (oldCh !== ch) updateChildren(elm, oldCh, ch, insertedVnodeQueue, removeOnly)
      // 新有 老没有 children 循环创建新节点
      } else if (isDef(ch)) {
        if (isDef(oldVnode.text)) nodeOps.setTextContent(elm, &#39;&#39;)
        addVnodes(elm, null, ch, 0, ch.length - 1, insertedVnodeQueue)
      // 新没有 老有 children 直接删除老节点
      } else if (isDef(oldCh)) {
        removeVnodes(oldCh, 0, oldCh.length - 1)
      // 新老都没有 children 老的是文本 就置为空
      } else if (isDef(oldVnode.text)) {
        nodeOps.setTextContent(elm, &#39;&#39;)
      }
    // 是text 直接设置文本
    } 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)
    }
  }

新旧节点都有children情况的对比

// /src/core/vdom/patch.js
 function updateChildren (parentElm, oldCh, newCh, insertedVnodeQueue, removeOnly) {
    let oldStartIdx = 0 // 老节点开始索引
    let newStartIdx = 0 // 新节点开始索引
    let oldEndIdx = oldCh.length - 1 // 老节点末尾索引
    let oldStartVnode = oldCh[0] // 老节点开始元素
    let oldEndVnode = oldCh[oldEndIdx] // 老节点末尾元素
    let newEndIdx = newCh.length - 1 // 新节点末尾索引
    let newStartVnode = newCh[0] // 新节点开始元素
    let newEndVnode = newCh[newEndIdx] // 新节点末尾元素
    let oldKeyToIdx, idxInOld, vnodeToMove, refElm
    const canMove = !removeOnly
    // 满足新节点开始索引小于新节点结束索引,旧节点开始索引小于旧节点结束索引
    while (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) {
      if (isUndef(oldStartVnode)) { // 是否定义老节点开始元素
        oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
      } else if (isUndef(oldEndVnode)) {// 是否定义老节点结束元素
        oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
        // 头(旧节点开始元素)头(新节点开始元素)对比 例如四个li,末尾新增一个li,这种情况头头对比性能高
      } else if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) { // sameVnode判断key和tag是否相同
        patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx)
        oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
        newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
      } else if (sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) { // 尾尾对比 例如四个li,头部新增一个li,这种情况尾尾对比性能高
        patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newEndIdx)
        oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
        newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
      } else if (sameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) {// 头尾对比 节点反转优化 reverse
        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)) { // 尾头对比
        patchVnode(oldEndVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx)
        canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldEndVnode.elm, oldStartVnode.elm)
        oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
        newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
      } else { // 乱序对比(核心diff,其他方式为优化)
        if (isUndef(oldKeyToIdx)) oldKeyToIdx = createKeyToOldIdx(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
        idxInOld = isDef(newStartVnode.key)
          ? oldKeyToIdx[newStartVnode.key]
          : findIdxInOld(newStartVnode, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
        if (isUndef(idxInOld)) {
          createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx)
        } else {
          vnodeToMove = oldCh[idxInOld]
          if (sameVnode(vnodeToMove, newStartVnode)) {
            patchVnode(vnodeToMove, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx)
            oldCh[idxInOld] = undefined
            canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, vnodeToMove.elm, oldStartVnode.elm)
          } else {
            createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx)
          }
        }
        newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
      }
    }
    // 多出来的新节点直接做插入 多出来的旧节点删除
    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)
    }
  }

注意点

• key某些情况下不能使用索引,因为改变前后的索引都是一样的,当在头部添加元素时,如果用索引做key就会出现更新错误问题,vue会理解为在末尾添加一个元素(因为前后的key都是0)
• 在各种对比情况下,只要找到两者相同就会去递归对比children
• 在乱序对比中,key的作用是极大的。无key会出现更新出错问题,同时达不到复用效果
• diff对比是深度优先,同层比较

总结

在挂载时会经过diff算法后进行模板更新,初次会将真实dom节点和生成的虚拟节点进行对比,并将生成的虚拟节点储存起来,以便之后更新做对比。diff算法只要分两发分支,前后虚拟节点一致和前后虚拟节点不一致。当前后虚拟节点不一致时,会创建新节点、更新父占位符、删除旧节点。如果旧节点是真实节点,就将其转为虚拟节点,拿到旧节点的父节点后替换旧节点。当前后虚拟节点一致时,会先判断新节点是否为文本,如果值则直接添加,如果不是先比较属性,再判断如果新节点有children,旧节点没children,就直接添加新节点children,如果新节点没有,旧节点有,就会将旧节点的children移除,如果新旧节点都有children,利用双指针同层对比,通过头头对比、尾尾对比、头尾对比、尾头对比、乱序对比不断迭代对其进行判断更新,最大程度的利用旧节点,之后如果有多余的新节点就会将其添加,多余的旧节点将其删除,最后将对比后的虚拟节点返回储存起来,作为下次对比的旧节点。

• 头头对比
  如果新旧开始元素是相同vnode,递归调用patchVnode方法进行深层对比,之后移动索引至下一个元素
• 尾尾对比
  如果新旧结束元素是相同vnode,递归调用patchVnode方法进行深层对比,之后移动索引至上一个元素
• 头尾对比
  将老节点开始元素和旧节点尾元素进行对比,相同就递归调用patchVnode方法进行深层对比,之后将旧节点元素移动至最后,旧节点头指针移动到下一个,新节点的尾指针移动至上一个。例如旧:A,B,C,新:C,B,A,第一次对比将旧A移动到C后边
• 尾头对比
  将老节点尾元素和旧节点开始元素进行对比,相同就递归调用patchVnode方法进行深层对比,之后将旧节点元素移动至最前,旧节点尾指针移动到上一个,新节点的头指针移动至下一个。例如旧:A,B,C,新:C,B,A,D第一次对比将旧C移动到A前边
• 乱序对比
  在做比较前会根据key和对应的索引将旧节点生成映射表。在乱序对比时会用当前的key去找旧节点的key,如果能复用,就将节点移动到旧的节点开头处并递归对比children,如果不能复用就创建新的差入到旧的节点开头处。之后将新的索引移至下一个元素

（学习视频分享：web前端开发、编程基础视频）

以上就是深入剖析vue2.x中diff算法的原理的详细内容，更多请关注其它相关文章！