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虛擬 DOM
什么是虛擬 dom
dom 是文檔對象模型，以節點樹的形式來表現文檔。
虛擬 dom 不是真正意義上的 dom。而是一個 javascript 對象。
正常的 dom 節點在 html 中是這樣表示：
<div class='testId'>
<p>你好</p>
<p>歡迎光臨</p>
</div>
而在虛擬 dom 中大概是這樣：
{
tag: 'div',
attributes:{
class: ['testId']
},
children:[
// p 元素
// p 元素
]
}
我們可以將虛擬 dom 拆分成兩部分進行理解：虛擬 + dom。
- 虛擬: 表示虛擬 dom 不是真正意義上的 dom，而是一個 javascript 對象；
- dom: 表示虛擬 dom 能以類似節點樹的形式表示文檔。
虛擬 dom 的作用
前文（初步認識 vue）提到，現在主流的框架都是聲明式操作 dom 的框架。我們只需要描述狀態與 dom 之間的映射關系即可，狀態到視圖（真實的 dom）的轉換，框架會幫我們做。
最粗暴的做法是將狀態渲染成視圖，每次更新狀態，都重新更新整個視圖。
這種做法的性能可想而知。比較好的想法是：狀態改變，只更新與狀態相關的 dom 節點。虛擬 dom 只是實現這個想法的其中一種方法而已。
具體做法：
- 狀態 -> 真實 dom（最初）
- 狀態 -> 虛擬 dom -> 真實 dom（使用虛擬 dom）
狀態改變，重新生成一份虛擬 dom，將上一份和這一份虛擬 dom 進行對比，找出需要更新的部分，更新真實 dom。
vue 中的虛擬 dom
真實的 dom 是由 節點（Node）組成，虛擬 dom 則是由虛擬節點（vNode）組成。
虛擬 dom 在 vue 中主要做兩件事：
- 提供與真實節點（Node）對應的虛擬節點（vNode）
- 將新的虛擬節點與舊的虛擬節點進行對比，找出需要差異，然后更新視圖
“虛擬 DOM”是我們對由 Vue 組件樹建立起來的整個 VNode 樹的稱呼 —— vue 官網
vNode
什么是 vNode
上文提到，vNode（虛擬節點）對應的是真實節點（Node）。
vNode 可以理解成節點描述對象。描述了如何創建真實的 dom 節點。
vue.js 中有一個 vNode 類。可以使用它創建不同類型的 vNode 實例，不同類型的 vNode 對應着不同類型的 dom 元素。代碼如下：
export default class VNode {
constructor (
tag?: string,
data?: VNodeData,
children?: ?Array<VNode>,
text?: string,
elm?: Node,
context?: Component,
componentOptions?: VNodeComponentOptions,
asyncFactory?: Function
) {
this.tag = tag
this.data = data
this.children = children
this.text = text
this.elm = elm
this.ns = undefined
this.context = context
this.fnContext = undefined
this.fnOptions = undefined
this.fnScopeId = undefined
this.key = data && data.key
this.componentOptions = componentOptions
this.componentInstance = undefined
this.parent = undefined
this.raw = false
this.isStatic = false
this.isRootInsert = true
this.isComment = false
this.isCloned = false
this.isOnce = false
this.asyncFactory = asyncFactory
this.asyncMeta = undefined
this.isAsyncPlaceholder = false
}
get child (): Component | void {
return this.componentInstance
}
}
從代碼不難看出 vNode 類創建的實例，本質上就是一個普通的 javascript 對象。
vNode 的類型
前面我們已經介紹通過 vNode 類可以創建不同類型的 vNode。而不同類型的 vNode 是由有效屬性區分。例如 isComment = true 表示注釋節點；isCloned = true 表示克隆節點等等。
vNode 類型有：注釋節點、文本節點、克隆節點、元素節點、組件節點。
以下是注釋節點、文本節點和克隆節點的代碼：
/*
注釋節點
有效屬性：{isComment: true, text: '注釋節點'}
*/
export const createEmptyVNode = (text: string = '') => {
const node = new VNode()
node.text = text
// 注釋
node.isComment = true
return node
}
/*
文本節點
有效屬性：{text: '文本節點'}
*/
export function createTextVNode (val: string | number) {
return new VNode(undefined, undefined, undefined, String(val))
}
// optimized shallow clone
// used for static nodes and slot nodes because they may be reused across
// 用於靜態節點和插槽節點
// multiple renders, cloning them avoids errors when DOM manipulations rely
// on their elm reference.
// 克隆節點
export function cloneVNode (vnode: VNode): VNode {
const cloned = new VNode(
vnode.tag,
vnode.data,
// #7975
// clone children array to avoid mutating original in case of cloning
// a child.
vnode.children && vnode.children.slice(),
vnode.text,
vnode.elm,
vnode.context,
vnode.componentOptions,
vnode.asyncFactory
)
cloned.ns = vnode.ns
cloned.isStatic = vnode.isStatic
cloned.key = vnode.key
cloned.isComment = vnode.isComment
cloned.fnContext = vnode.fnContext
cloned.fnOptions = vnode.fnOptions
cloned.fnScopeId = vnode.fnScopeId
cloned.asyncMeta = vnode.asyncMeta
// 標記是克隆節點
cloned.isCloned = true
return cloned
}
克隆節點其實就是將現有節點的所有屬性賦值到新節點中，最后用 cloned.isCloned = true 標記自身是克隆節點。
元素節點通常有以下 4 個屬性：
- tag：節點名稱。例如 div、p
- data：節點上的數據。例如 class、style
- children：子節點
- context：在組件內呈現
組件節點與元素節點類似，包含兩個獨有的屬性：
- componentOptions：組件節點的選項參數，例如propsData、listeners、children、tag
- componentInstance：組件的實例
patch
前面已經介紹了虛擬 dom 在 vue 中做的第一件事：提供與真實節點（Node）對應的虛擬節點（vNode）；接下來介紹第二件事：將新的虛擬節點與舊的虛擬節點進行對比，找出需要差異，然后更新視圖。
第二件事在 vue 中的實現叫做 patch，即打補丁、修補的意思。通過對比新舊 vNode，找出差異，然后在現有 dom 的基礎上進行修補，從而實現視圖更新。
對比 vNode 找差異是手段，更新視圖才是目的。
而更新視圖無非就是新增節點、刪除節點和更新節點。接下來我們逐一分析什么時候新增節點、在哪里新增；什么時候刪除節點，刪除哪個；什么時候更新節點，更新哪個；
注：當 vNode 與 oldVNode 不相同的時候，以 vNode 為准。
新增節點
一種情況是：vNode 存在而 oldVNode 不存在時，需要新增節點。最典型的是初次渲染，因為 odlVNode 是不存在的。
另一種情況是 vNode 與 oldVNode 完全不是同一個節點。這時就需要使用 vNode 生成真實的 dom 節點並插入到 oldVNode 指向的真實 dom 節點旁邊。oldVNode 則是一個被廢棄的節點。例如下面這種情況：
<div>
<p v-if="type === 'A'">
我是節點A
</p>
<span v-else-if="type === 'B'">
我是與A完全不同的節點B
</span>
</div>
當 type 由 A 變為 B，節點就會從 p 變成 span，由於 vNode 與 oldVNode 完全不是同一個節點，所以需要新增節點。
刪除節點
當節點只在 oldVNode 中存在時，直接將其刪除即可。
更新節點
前面介紹了新增節點和刪除節點的場景，發現它們有一個共同點：vNode 與 oldVNode 完全不相同。
但更常見的場景是 vNode 與 oldVNode 是同一個節點。然后我們需要對它們（vNode 與 oldVNode）進行一個更細致的對比，再對 oldVNode 對應的真實節點進行更新。
對於文本節點，邏輯自然簡單。首先對比新舊 vNode，發現是同一個節點，然后將 oldVNode 對應的 dom 節點的文本改成 vNode 中的文本即可。但對於復雜的 vNode，比如界面中的一顆樹組件，這個過程就會變得復雜。
新增節點 - 源碼分析
思考一下：前面說到 vNode 的類型有：注釋節點、文本節點、克隆節點、元素節點、組件節點。請問這幾種類型都會被創建並插入到 dom 中嗎？
答：只有注釋節點、文本節點、元素節點。因為 html 只認識這幾種。
由於只有上面三種節點類型，根據類型做響應的創建，然后插入對應的位置即可。
以元素節點為例，如果 vNode 有 tag 屬性，則說明是元素節點。則調用 createElement 方法創建對應的節點，接下來就通過 appendChild 方法插入到指定父節點中。如果父元素已經在視圖中，那么把元素插入到它下面將會自動渲染出來；如果 vNode 的 isComment 屬性是 true，則表示注釋節點；都不是則是文本節點；
通常元素里面會有子節點，所以這里涉及一個遞歸的過程，也就是將 vNode 中的 children 依次遍歷，創建節點，然后插入到父節點（父節點也就是剛剛創建出的 dom 節點）中，一層一層的遞歸進行。
請看源碼：
// 創建元素
function createElm (
vnode,
insertedVnodeQueue,
parentElm,
refElm,
nested,
ownerArray,
index
) {
if (isDef(vnode.elm) && isDef(ownerArray)) {
// This vnode was used in a previous render!
// now it's used as a new node, overwriting its elm would cause
// potential patch errors down the road when it's used as an insertion
// reference node. Instead, we clone the node on-demand before creating
// associated DOM element for it.
vnode = ownerArray[index] = cloneVNode(vnode);
}
vnode.isRootInsert = !nested; // for transition enter check
if (createComponent(vnode, insertedVnodeQueue, parentElm, refElm)) {
return
}
var data = vnode.data;
var children = vnode.children;
var tag = vnode.tag;
// 有 tag 屬性，表示是元素節點
if (isDef(tag)) {
vnode.elm = vnode.ns
? nodeOps.createElementNS(vnode.ns, tag)
// 創建元素。nodeOps 涉及到跨平台
: nodeOps.createElement(tag, vnode);
setScope(vnode);
/* istanbul ignore if */
{
// 遞歸創建子節點，並將子節點插入到父節點上
createChildren(vnode, children, insertedVnodeQueue);
if (isDef(data)) {
invokeCreateHooks(vnode, insertedVnodeQueue);
}
// 將 vnode 對應的元素插入到父元素中
insert(parentElm, vnode.elm, refElm);
}
// isComment 屬性表示注釋節點
} else if (isTrue(vnode.isComment)) {
vnode.elm = nodeOps.createComment(vnode.text);
// 插入父節點
insert(parentElm, vnode.elm, refElm);
// 否則就是子節點
} else {
vnode.elm = nodeOps.createTextNode(vnode.text);
// 插入父節點
insert(parentElm, vnode.elm, refElm);
}
}
// 遞歸創建子節點，並將子節點插入到父節點上。vnode 表示父節點
function createChildren (vnode, children, insertedVnodeQueue) {
if (Array.isArray(children)) {
if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
checkDuplicateKeys(children);
}
// 依次創建子節點，並將子節點插入到父節點中
for (var i = 0; i < children.length; ++i) {
createElm(children[i], insertedVnodeQueue, vnode.elm, null, true, children, i);
}
} else if (isPrimitive(vnode.text)) {
nodeOps.appendChild(vnode.elm, nodeOps.createTextNode(String(vnode.text)));
}
}
刪除節點 - 源碼分析
刪除節點非常簡單。直接看源碼：
// 刪除一組指定節點
function removeVnodes (parentElm, vnodes, startIdx, endIdx) {
for (; startIdx <= endIdx; ++startIdx) {
var ch = vnodes[startIdx];
if (isDef(ch)) {
if (isDef(ch.tag)) {
removeAndInvokeRemoveHook(ch);
invokeDestroyHook(ch);
} else { // Text node
// 刪除個節點
removeNode(ch.elm);
}
}
}
}
// 刪除單個節點
function removeNode (el) {
var parent = nodeOps.parentNode(el);
// element may have already been removed due to v-html / v-text
if (isDef(parent)) {
// nodeOps里封裝了跨平台的方法
nodeOps.removeChild(parent, el);
}
}
更新節點 - 源碼分析
有些復雜，而且涉及子節點更新，本文就不展開。
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