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node.js极速入门课程：进入学习
虚拟dom和diff算法是vue学习过程中的一个难点，也是面试中必须掌握的一个知识点。这两者相辅相成，是vue框架的核心。今天我们再来总结下vue2中的虚拟dom 和 diff算法。（学习视频分享：vue视频教程）
什么是 VNode
我们知道，render function 会被转化成 VNode。VNode 其实就是一棵以 JavaScript 对象作为基础的树，用对象属性来描述节点，实际上它只是一层对真实 DOM 的抽象。最终可以通过一系列操作使这棵树映射到真实环境上。
比如有如下template
<template> <span class="demo" v-show="isShow"> This is a span. </span> </template>
它换成 VNode 以后大概就是下面这个样子
{ 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, }, ], };
总的来说，VNode 就是一个 JavaScript 对象。这个JavaScript 对象能完整地表示出真实DOM。
为什么vue要使用 VNode
笔者认为有两点原因
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由于
Virtual DOM是以JavaScript对象为基础而不依赖真实平台环境，所以使它具有了跨平台的能力，比如说浏览器平台、Weex、Node 等。 -
减少操作
DOM，任何页面的变化，都只使用VNode进行操作对比，只需要在最后一次进行挂载更新DOM，避免了频繁操作DOM，减少了浏览器的回流和重绘从而提高页面性能。
diff算法
下面我们来看看组件更新所涉及到的diff算法。
前面我们讲依赖收集的时候有说到，渲染watcher传递给Watcher的get方法其实是updateComponent方法。
updateComponent = () => { vm._update(vm._render(), hydrating) } new Watcher(vm, updateComponent, noop, { before () { if (vm._isMounted) { callHook(vm, 'beforeUpdate') } } }, true /* isRenderWatcher */)
所以组件在响应式数据发生变化的时候会再次触发该方法，接下来我们来详细分析一下updateComponent里面的_update方法。
_update
在_update方法中做了初始渲染和更新的区分，虽然都是调用__patch__方法，但是传递的参数不一样。
// 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) } // ... }
下面我们再来看看__patch__方法
__patch__
patch方法接收四个参数，由于初始渲染的时候oldVnode为vm.$el是null，所以初始渲染是没有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：
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没有新节点只有老节点直接删除老节点。
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只有新节点没有老节点直接添加新节点。
-
既有新节点又有老节点则判断是不是相同节点，相同则进入
pathVnode。patchVnode我们后面会重点分析。 -
既有新节点又有老节点则判断是不是相同节点，不相同则直接删除老节点添加新节点。
我们再来看看它是怎么判断是同一个节点的。
// 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) }
判断两个VNode节点是否是同一个节点，需要同时满足以下条件
-
key相同 -
都有异步组件工厂函数
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tag（当前节点的标签名）相同 -
isComment是否同为注释节点 -
是否
data（当前节点对应的对象，包含了具体的一些数据信息，是一个VNodeData类型） -
当标签是
<input>的时候，type必须相同
当两个VNode的tag、key、isComment都相同，并且同时定义或未定义data的时候，且如果标签为input则type必须相同。这时候这两个VNode则算sameVnode，可以直接进行patchVnode操作。
patchVnode
下面我们再来详细分析下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：
1.新老节点相同就直接返回。
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(diff算法核心)
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。
首尾对比的四种情况
我们首先来看看首尾对比的四种情况。
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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。
最后是当以上情况都不符合的时候，这种情况怎么处理呢？
查找对比
那就是查找对比。
首先通过createKeyToOldIdx方法生成oldVnode的key 与 index 索引对应的一个 map 表。
然后我们根据newStartVnode.key，可以快速地从 oldKeyToIdx（createKeyToOldIdx 的返回值）中获取相同 key 的节点的索引 idxInOld，然后找到相同的节点。
这里又分三种情况
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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。 -
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（之后如果还有新节点与该节点key相同可以检测出来提示已有重复的 key ），同时将newStartVnode.elm插入到oldStartVnode.elm的前面。同理，newStartIdx往后移动一位。
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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。
添加、删除节点
最后一步就很容易啦，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。
同理，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。
总结
Diff算法是一种对比算法。对比两者是旧虚拟DOM和新虚拟DOM，对比出是哪个虚拟节点更改了，找出这个虚拟节点，并只更新这个虚拟节点所对应的真实节点，而不用更新其他数据没发生改变的节点，实现精准地更新真实DOM，进而提高效率和性能。
精准主要体现在，diff 算法首先就是找到可复用的节点，然后移动到正确的位置。当元素没有找到的话再来创建新节点。
扩展
vue中为什么需要使用key，它的作用是什么？
key 是 Vue 中 vnode 的唯一标记，通过这个 key，diff 操作可以更准确、更快速。
- 更准确：因为带
key就不是就地复用了，在sameNode函数a.key === b.key对比中可以避免就地复用的情况。所以会更加准确。 - 更快速：利用
key的唯一性生成map对象来获取对应节点，比遍历方式更快。
为什么不推荐使用index作为key
当我们的列表只涉及到 展示，不涉及到排序、删除、添加的时候使用index作为key是没什么问题的。因为此时的index在每个元素上是唯一的。
但是如果涉及到排序、删除、添加的时候就不能再使用index作为key了，因为每个元素key不再唯一了。不唯一的key，对diff算法没有任何帮助，写和没写是一样的。
（学习视频分享：web前端开发、编程基础视频）
