虛擬dom和diff演算法是vue學習過程中的一個難點，也是面試中必須掌握的一個知識點。這兩者相輔相成，是vue框架的核心。今天我們再來總結下vue2中的虛擬dom 和 diff演算法。 （學習影片分享：vue影片教學）
我們知道，render function 會被轉化成VNode。 VNode 其實就是一棵以 JavaScript 物件作為基礎的樹，用物件屬性來描述節點，其實它只是一層真實 DOM 的抽象。最終可以透過一系列操作使這棵樹映射到真實環境。
例如有如下template
This is a span.
它換成VNode 以後大概就是下面這個樣子
{
tag: "span",
data: {
/* 指令集合数组 */
directives: [
{
/* v-show指令 */
rawName: "v-show",
expression: "isShow",
name: "show",
value: true,
},
],
/* 静态class */
staticClass: "demo",
},
text: undefined,
children: [
/* 子节点是一个文本VNode节点 */
{
tag: undefined,
data: undefined,
text: "This is a span.",
children: undefined,
},
],
};總的來說，VNode 就是一個JavaScript 物件。這個JavaScript 物件能完整地表示出真實DOM。
筆者認為有兩點原因
由於Virtual DOM#是以JavaScript 物件為基礎而不依賴真實平台環境，所以使它具有了跨平台的能力，比如說瀏覽器平台、Weex、Node 等。
減少操作DOM，任何頁面的變化，都只使用VNode進行操作對比，只需要在最後一次進行掛載更新DOM，避免了頻繁操作DOM，減少了瀏覽器的回流和重繪從而提高頁面效能。
下面我們來看看元件更新所涉及的diff演算法。
前面我們講依賴收集的時候有說到，渲染watcher傳遞給Watcher的get方法其實是updateComponent方法。
updateComponent = () => {
vm._update(vm._render(), hydrating)
}
new Watcher(vm, updateComponent, noop, {
before () {
if (vm._isMounted) {
callHook(vm, 'beforeUpdate')
}
}
}, true /* isRenderWatcher */)所以元件在響應式資料變更的時候會再次觸發方法，接下來我們來詳細分析一下updateComponent裡面的_update方法。
_update在_update方法中做了初始渲染和更新的區分，雖然都是呼叫__patch__方法，但是傳遞的參數不一樣。
// src/core/instance/lifecycle.js
Vue.prototype._update = function (vnode: VNode, hydrating?: boolean) {
const vm: Component = this
const prevEl = vm.$el
const prevVnode = vm._vnode
vm._vnode = vnode
// 初次渲染没有 prevVnode，组件更新才会有
if (!prevVnode) {
// 初次渲染
vm.$el = vm.__patch__(vm.$el, vnode, hydrating, false /* removeOnly */)
} else {
// 更新
vm.$el = vm.__patch__(prevVnode, vnode)
}
// ...
}下面我們再來看看__patch__方法
#__patch__patch方法接收四個參數，由於初始渲染的時候oldVnode為vm.$el是null，所以初始渲染是沒有oldVnode。
// src/core/vdom/patch.js
return function patch (oldVnode, vnode, hydrating, removeOnly) {
// 新节点不存在，只有oldVnode就直接销毁，然后返回
if (isUndef(vnode)) {
if (isDef(oldVnode)) invokeDestroyHook(oldVnode)
return
}
let isInitialPatch = false
const insertedVnodeQueue = []
// 没有老节点，直接创建，也就是初始渲染
if (isUndef(oldVnode)) {
isInitialPatch = true
createElm(vnode, insertedVnodeQueue)
} else {
const isRealElement = isDef(oldVnode.nodeType)
// 不是真实dom，并且是相同节点走patch
if (!isRealElement && sameVnode(oldVnode, vnode)) {
// 这里才会涉及到diff算法
patchVnode(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, null, null, removeOnly)
} else {
if (isRealElement) {
// ...
}
// replacing existing element
const oldElm = oldVnode.elm
const parentElm = nodeOps.parentNode(oldElm)
// 1.创建一个新节点
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)
)
// 2.更新父节点占位符
if (isDef(vnode.parent)) {
let ancestor = vnode.parent
const patchable = isPatchable(vnode)
while (ancestor) {
for (let i = 0; i < cbs.destroy.length; ++i) {
cbs.destroy[i](ancestor)
}
ancestor.elm = vnode.elm
if (patchable) {
for (let i = 0; i < cbs.create.length; ++i) {
cbs.create[i](emptyNode, ancestor)
}
const insert = ancestor.data.hook.insert
if (insert.merged) {
// start at index 1 to avoid re-invoking component mounted hook
for (let i = 1; i < insert.fns.length; i++) {
insert.fns[i]()
}
}
} else {
registerRef(ancestor)
}
ancestor = ancestor.parent
}
}
// 3.删除老节点
if (isDef(parentElm)) {
removeVnodes([oldVnode], 0, 0)
} else if (isDef(oldVnode.tag)) {
invokeDestroyHook(oldVnode)
}
}
}
//触发插入钩子
invokeInsertHook(vnode, insertedVnodeQueue, isInitialPatch)
return vnode.elm
}patch方法大概流程如下：
沒有新節點只有舊節點直接刪除舊節點。
只有新節點沒有舊節點直接新增節點。
既有新節點又有舊節點則判斷是不是相同節點，相同則進入pathVnode。 patchVnode我們後面會重點分析。
既有新節點又有老節點則判斷是不是相同節點，不相同則直接刪除舊節點新增節點。
我們再來看看它是怎麼判斷是同一個節點的。
// src/core/vdom/patch.js
function sameVnode (a, b) {
return (
a.key === b.key &&
a.asyncFactory === b.asyncFactory && (
(
a.tag === b.tag &&
a.isComment === b.isComment &&
isDef(a.data) === isDef(b.data) &&
sameInputType(a, b)
) || (
isTrue(a.isAsyncPlaceholder) &&
isUndef(b.asyncFactory.error)
)
)
)
}
function sameInputType (a, b) {
if (a.tag !== 'input') return true
let i
const typeA = isDef(i = a.data) && isDef(i = i.attrs) && i.type
const typeB = isDef(i = b.data) && isDef(i = i.attrs) && i.type
return typeA === typeB || isTextInputType(typeA) && isTextInputType(typeB)
}判斷兩個VNode節點是否為同一個節點，需要同時滿足下列條件
##key相同
tag（目前節點的標籤名稱）相同
#isComment是否同為註解節點
data（目前節點對應的對象，包含了具體的一些資料訊息，是一個VNodeData型別）
的時候，type必須相同
VNode的tag、key、isComment都相同，並且同時定義或未定義data的時候，且如果標籤為input則type必須相同。這時候這兩個VNode則算sameVnode，可以直接進行patchVnode操作。
patchVnode方法。
// src/core/vdom/patch.js
function patchVnode (
oldVnode,
vnode,
insertedVnodeQueue,
ownerArray,
index,
removeOnly
) {
// 两个vnode相同则直接返回
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
}
/*
如果新旧VNode都是静态的，同时它们的key相同（代表同一节点），
并且新的VNode是clone或者是标记了once（标记v-once属性，只渲染一次），
那么只需要替换componentInstance即可。
*/
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
/*调用prepatch钩子*/
if (isDef(data) && isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.prepatch)) {
i(oldVnode, vnode)
}
// 获取新老虚拟节点的子节点
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)
}
// 新节点不是文本节点
if (isUndef(vnode.text)) {
/*新老节点均有children子节点，则对子节点进行diff操作，调用updateChildren*/
if (isDef(oldCh) && isDef(ch)) {
if (oldCh !== ch) updateChildren(elm, oldCh, ch, insertedVnodeQueue, removeOnly)
/*如果只有新节点有子节点，先清空elm文本内容，然后为当前DOM节点加入子节点。*/
} 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)
/*如果只有老节点有子节点，则移除elm所有子节点*/
} else if (isDef(oldCh)) {
removeVnodes(oldCh, 0, oldCh.length - 1)
/*当新老节点都无子节点的时候，因为这个逻辑中新节点text不存在，所以直接去除ele的文本*/
} else if (isDef(oldVnode.text)) {
nodeOps.setTextContent(elm, '')
}
// 新节点是文本节点，如果文本不一样就设置新的文本
} else if (oldVnode.text !== vnode.text) {
nodeOps.setTextContent(elm, vnode.text)
}
/*调用postpatch钩子*/
if (isDef(data)) {
if (isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.postpatch)) i(oldVnode, vnode)
}
}patchVnode方法大概流程如下：
2.如果新旧VNode都是静态的，同时它们的key相同（代表同一节点），并且新的VNode是clone或者是标记了once（标记v-once属性，只渲染一次），那么只需要替换componentInstance即可。
3.新节点不是文本节点，新老节点均有children子节点，则对子节点进行diff操作，调用updateChildren，这个updateChildren是diff算法的核心，后面我们会重点说。
4.新节点不是文本节点，如果老节点没有子节点而新节点存在子节点，先清空老节点DOM的文本内容，然后为当前DOM节点加入子节点。
5.新节点不是文本节点，当新节点没有子节点而老节点有子节点的时候，则移除该DOM节点的所有子节点。
6.新节点不是文本节点，并且新老节点都无子节点的时候，只需要将老节点文本清空。
7.新节点是文本节点，并且新老节点文本不一样，则进行文本的替换。
updateChildren是diff算法的核心，下面我们来重点分析。
这两张图代表旧的VNode与新VNode进行patch的过程，他们只是在同层级的VNode之间进行比较得到变化（相同颜色的方块代表互相进行比较的VNode节点），然后修改变化的视图，所以十分高效。所以Diff算法是:深度优先算法。 时间复杂度:O(n)
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
const canMove = !removeOnly
if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
checkDuplicateKeys(newCh)
}
while (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) {
if (isUndef(oldStartVnode)) {
oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx] // Vnode has been moved left
} else if (isUndef(oldEndVnode)) {
oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
// 老 VNode 节点的头部与新 VNode 节点的头部是相同的 VNode 节点，直接进行 patchVnode，同时 oldStartIdx 与 newStartIdx 向后移动一位。
} else if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) {
patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx)
oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
// 两个 VNode 的结尾是相同的 VNode，同样进行 patchVnode 操作。并将 oldEndVnode 与 newEndVnode 向前移动一位。
} else if (sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) {
patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newEndIdx)
oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
// oldStartVnode 与 newEndVnode 符合 sameVnode 的时候，
// 将 oldStartVnode.elm 这个节点直接移动到 oldEndVnode.elm 这个节点的后面即可。
// 然后 oldStartIdx 向后移动一位，newEndIdx 向前移动一位。
} 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]
// oldEndVnode 与 newStartVnode 符合 sameVnode 时，
// 将 oldEndVnode.elm 插入到 oldStartVnode.elm 前面。
// oldEndIdx 向前移动一位，newStartIdx 向后移动一位。
} 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 {
// createKeyToOldIdx 的作用是产生 key 与 index 索引对应的一个 map 表
if (isUndef(oldKeyToIdx)) oldKeyToIdx = createKeyToOldIdx(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
idxInOld = isDef(newStartVnode.key)
? oldKeyToIdx[newStartVnode.key]
: findIdxInOld(newStartVnode, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
// 如果没有找到相同的节点，则通过 createElm 创建一个新节点，并将 newStartIdx 向后移动一位。
if (isUndef(idxInOld)) { // New element
createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx)
} else {
vnodeToMove = oldCh[idxInOld]
// 如果找到了节点，同时它符合 sameVnode，则将这两个节点进行 patchVnode，将该位置的老节点赋值 undefined
// 同时将 newStartVnode.elm 插入到 oldStartVnode.elm 的前面
if (sameVnode(vnodeToMove, newStartVnode)) {
patchVnode(vnodeToMove, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx)
oldCh[idxInOld] = undefined
canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, vnodeToMove.elm, oldStartVnode.elm)
} else {
// 如果不符合 sameVnode，只能创建一个新节点插入到 parentElm 的子节点中，newStartIdx 往后移动一位。
createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx)
}
}
newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
}
}
// 当 while 循环结束以后，如果 oldStartIdx > oldEndIdx，说明老节点比对完了，但是新节点还有多的，
// 需要将新节点插入到真实 DOM 中去，调用 addVnodes 将这些节点插入即可。
if (oldStartIdx > oldEndIdx) {
refElm = isUndef(newCh[newEndIdx + 1]) ? null : newCh[newEndIdx + 1].elm
addVnodes(parentElm, refElm, newCh, newStartIdx, newEndIdx, insertedVnodeQueue)
// 如果满足 newStartIdx > newEndIdx 条件，说明新节点比对完了，老节点还有多，
// 将这些无用的老节点通过 removeVnodes 批量删除即可。
} else if (newStartIdx > newEndIdx) {
removeVnodes(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
}
}vue2的diff算法采用的是双端比较，所谓双端比较就是新列表和旧列表两个列表的头与尾互相对比，在对比的过程中指针会逐渐向内靠拢，直到某一个列表的节点全部遍历过，对比停止。
我们首先来看看首尾对比的四种情况。
使用旧列表的头一个节点oldStartNode与新列表的头一个节点newStartNode对比
使用旧列表的最后一个节点oldEndNode与新列表的最后一个节点newEndNode对比
使用旧列表的头一个节点oldStartNode与新列表的最后一个节点newEndNode对比
使用旧列表的最后一个节点oldEndNode与新列表的头一个节点newStartNode对比
首先是 oldStartVnode 与 newStartVnode 符合 sameVnode 时，说明老 VNode 节点的头部与新 VNode 节点的头部是相同的 VNode 节点，直接进行 patchVnode，同时 oldStartIdx 与 newStartIdx 向后移动一位。
其次是 oldEndVnode 与 newEndVnode 符合 sameVnode，也就是两个 VNode 的结尾是相同的 VNode，同样进行 patchVnode 操作并将 oldEndVnode 与 newEndVnode 向前移动一位。
接下来是两种交叉的情况。
先是 oldStartVnode 与 newEndVnode 符合 sameVnode 的时候，也就是老 VNode 节点的头部与新 VNode 节点的尾部是同一节点的时候，将 oldStartVnode.elm 这个节点直接移动到 oldEndVnode.elm 这个节点的后面即可。然后 oldStartIdx 向后移动一位，newEndIdx 向前移动一位。
同理，oldEndVnode 与 newStartVnode 符合 sameVnode 时，也就是老 VNode 节点的尾部与新 VNode 节点的头部是同一节点的时候，将 oldEndVnode.elm 插入到 oldStartVnode.elm 前面。同样的，oldEndIdx 向前移动一位，newStartIdx 向后移动一位。
最後是以上情況都不符合的時候，這種情況怎麼處理呢？
那就是找出對比。
首先透過createKeyToOldIdx方法產生oldVnode的key 與 index 索引對應的一個map # 表。
然後我們根據newStartVnode.key，可以快速地從 oldKeyToIdx（createKeyToOldIdx 的回傳值）取得相同key 的節點的索引 idxInOld，然後找到相同的節點。
這裡又分三種情況
如果沒有找到相同的節點，則透過 createElm 建立一個新節點，並將 # newStartIdx 向後移動一位。
如果找到了節點，同時它符合 sameVnode，則將這兩個節點進行 patchVnode，將該位置的舊節點賦值undefined（之後如果還有新節點與該節點key相同可以偵測出來提示已有重複的key ），同時將 newStartVnode.elm 插入 oldStartVnode.elm 的前面。同理，newStartIdx 往後移動一位。
如果不符合 sameVnode，只能建立一個新節點插入到 parentElm 的子節點中，newStartIdx 往後移動一位。
最後一步就很容易啦，當 while 循環結束以後，如果 oldStartIdx > oldEndIdx，表示舊節點比對完了，但是新節點還有多的，需要將新節點插入到真實DOM 中去，調用 addVnodes 將這些節點插入即可。
同理，如果滿足 newStartIdx > newEndIdx 條件，說明新節點比對完了，老節點還有多，將這些無用的老節點透過 removeVnodes 批次刪除即可。
Diff演算法是一種對比演算法。比較兩者是舊虛擬DOM和新虛擬DOM，對比出是哪個虛擬節點更改了，找出這個虛擬節點，並且只更新這個虛擬節點所對應的真實節點，而不用更新其他資料沒發生改變的節點，實現精準地更新真實DOM，進而提高效率和效能。
精準主要體現在，diff 演算法首先就是找到可重複使用的節點，然後移動到正確的位置。當元素沒有找到的話再來建立新節點。
key 是Vue 中vnode 的唯一標記，透過這個key，diff 操作可以更準確、更快速。
key 就不是就地復用了，在sameNode 函數a.key === b.key 對比中可以避免就地復用的情況。所以會更加準確。 key 的唯一性產生 map 物件來取得對應節點，比遍歷方式更快。 當我們的清單只涉及到展示，不涉及排序、刪除、新增的時候使用index作為key是沒什麼問題的。因為此時的index在每個元素上是唯一的。
但是如果涉及排序、刪除、新增的時候就不能再使用index作為key了，因為每個元素key不再唯一了。不唯一的key，對diff演算法沒有任何幫助，寫和沒寫是一樣的。
以上是深入理解vue2中的VNode和diff演算法的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！
