浅入浅出图解domDIff【实践】(節點虛擬代碼)
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作者：寒东设计师
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虚拟DOM／domDiff我们常说的虚拟DOM是通过JS对象模拟出来的DOM节点,domDiff是通过特定算法计算出来一次操作所带来的DOM变化。 react和vue中都使用了虚拟DOM，vue我只停留在使用层面就不多说了，react了解多一些，就借着react聊聊虚拟DOM。 react中涉及到虚拟DOM的代码主要分为以下三部分，其中核心是第二步的domDiff算法：
干前端的都知道DOM操作是性能杀手，因为操作DOM会引起页面的回流或者重绘。相比起来，通过多一些预先计算来减少DOM的操作要划算的多。 但是，“使用虚拟DOM会更快”这句话并不一定适用于所有场景。例如：一个页面就有一个按钮，点击一下，数字加一，那肯定是直接操作DOM更快。使用虚拟DOM无非白白增加了计算量和代码量。即使是复杂情况，浏览器也会对我们的DOM操作进行优化，大部分浏览器会根据我们操作的时间和次数进行批量处理，所以直接操作DOM也未必很慢。 那么为什么现在的框架都使用虚拟DOM呢？因为使用虚拟DOM可以提高代码的性能下限，并极大的优化大量操作DOM时产生的性能损耗。同时这些框架也保证了，即使在少数虚拟DOM不太给力的场景下，性能也在我们接受的范围内。 而且，我们之所以喜欢react、vue等使用了虚拟DOM框架，不光是因为他们快，还有很多其他更重要的原因。例如react对函数式编程的友好，vue优秀的开发体验等，目前社区也有好多比较这两个框架并打口水战的，我觉着还是在两个都懂的情况下多探究一下原理更有意义一些。
实现domDiff的思路实现domDiff分为以下四步：
用JS模拟真实DOM节点把虚拟DOM转换成真实DOM插入页面中发生变化时，比较两棵树的差异，生成差异对象根据差异对象更新真实DOM设计师的老本行不能忘，看我画张图：
解释一下这张图： 首先看第一个红色色块，这里说的是把真实DOM映射为虚拟DOM，其实在react中没有这个过程，我们直接写的就是虚拟DOM(JSX)，只是这个虚拟DOM代表着真实DOM。 当虚拟DOM变化时，例如上图，它的第三个p和第二个p中的son2被删除了。这个时候我们会根据前后的变化计算出一个差异对象patches。 这个差异对象的key值就是老的DOM节点遍历时的索引，用这个索引我们可以找到那个节点。属性值是记录的变化，这里是remove，代表删除。 最后，根据patches中每一项的索引去对应的位置修改老的DOM节点。
代码如何实现呢？通过虚拟DOM创建真实DOM下面这段代码是入口文件，我们模拟了一个虚拟DOM叫oldEle，我们这里是写死的。而在react中，是通过babel解析JSX语法得到一个抽象语法树（AST），进而生成虚拟DOM。如果对babel转换感兴趣，可以看看另一篇文章入门babel--实现一个es6的class转换器。
import { createElement } from './createElement'let oldEle = createElement('div', { class: 'father' }, [ createElement('h1', { style:'color:red' }, ['son1']), createElement('h2', { style:'color:blue' }, ['son2']), createElement('h3', { style:'color:red' }, ['son3'])])document.body.appendChild(oldEle.render())复制代码
下面这个文件导出了createElement方法。它其实就是new了一个Element类,调用这个类的render方法可以把虚拟DOM转换为真实DOM。
class Element { constructor(tagName, attrs, childs) { this.tagName = tagName this.attrs = attrs this.childs = childs } render() { let element = document.createElement(this.tagName) let attrs = this.attrs let childs = this.childs //设置属性 for (let attr in attrs) { setAttr(element, attr, attrs[attr]) } //先序深度优先遍历子创建并插入子节点 for (let i = 0; i < childs.length; i++) { let child = childs[i] console.log(111, child instanceof Element) let childElement = child instanceof Element ? child.render() : document.createTextNode(child) element.appendChild(childElement) } return element }}function setAttr(ele, attr, value) { switch (attr) { case 'style': ele.style.cssText = value break; case 'value': let tageName = ele.tagName.toLowerCase() if (tagName == 'input' || tagName == 'textarea') { ele.value = value } else { ele.setAttribute(attr, value) } break; default: ele.setAttribute(attr, value) break; }}function createElement(tagName, props, child) { return new Element(tagName, props, child)}module.exports = { createElement }复制代码
现在这段代码已经可以跑起来了，执行以后的结果如下图：
继续看domDIff算法//keyIndex记录遍历顺序let keyIndex = 0function diff(oldEle, newEle) { let patches = {} keyIndex = 0 walk(patches, 0, oldEle, newEle) return patches}//分析变化function walk(patches, index, oldEle, newEle) { let currentPatches = [] //这里应该有很多的判断类型，这里只处理了删除的情况... if (!newEle) { currentPatches.push({ type: 'remove' }) } else if (oldEle.tagName == newEle.tagName) { //比较儿子们 walkChild(patches, currentPatches, oldEle.childs, newEle.childs) } //判断当前节点是否有改变，有的话把补丁放入补丁集合中 if (currentPatches.length) { patches[index] = currentPatches }}function walkChild(patches, currentPatches, oldChilds, newChilds) { if (oldChilds) { for (let i = 0; i < oldChilds.length; i++) { let oldChild = oldChilds[i] let newChild = newChilds[i] walk(patches, ++keyIndex, oldChild, newChild) } }}module.exports = { diff }复制代码
上面这段代码就是domDiff算法的超级简化版本：
首先声明一个变量记录遍历的顺序执行walk方法分析变化，如果两个元素tagName相同，递归遍历子节点其实walk中应该有大量的逻辑，我只处理了一种情况，就是元素被删除。其实还应该有添加、替换等各种情况，同时涉及到大量的边界检查。真正的domDiff算法很复杂，它的复杂度应该是O(n3),react为了把复杂度降低到线性而做了一系列的妥协。 我这里只是选取一种情况做了演示，有兴趣的可以看看源码或者搜索一些相关的文章。这篇文章毕竟叫“浅入浅出”，非常浅……
好，那我们执行这个算法看看效果：
import { createElement } from './createElement'import { diff } from './diff'let oldEle = createElement('div', { class: 'father' }, [ createElement('h1', { style: 'color:red' }, ['son1']), createElement('h2', { style: 'color:blue' }, ['son2']), createElement('h3', { style: 'color:red' }, ['son3'])])let newEle = createElement('div', { class: 'father' }, [ createElement('h1', { style: 'color:red' }, ['son1']), createElement('h2', { style: 'color:blue' }, [])])console.log(diff(oldEle, newEle))复制代码
我在入口文件中新创建了一个元素，用来代表被更改之后的虚拟DOM,它有两个元素被删除了，一个h3、一个文本节点son2，理论上应该有两条记录，执行代码我们看下：
我们看到，输出的patches对象里有两个属性，属性名是这个元素的遍历序号、属性值是记录的信息，我们就是通过序号去遍历找到老的DOM节点，通过属性值里的信息来做相应的更新。
更新视图下面我们看如何通过得到的patches对象更新视图：
let index = 0;let allPatches;function patch(root, patches) { allPatches = patches walk(root)}function walk(root) { let currentPatches = allPatches[index] index++ (root.childNodes || []) && root.childNodes.forEach(child => { walk(child) }) if (currentPatches) { doPatch(root, currentPatches) }}function doPatch(ele, currentPatches) { currentPatches.forEach(currentPatch => { if (currentPatch.type == 'remove') { ele.parentNode.removeChild(ele) } })}module.exports = { patch }复制代码
文件导出的patch方法有两个参数，root是真实的DOM节点，patches是补丁对象，我们用和遍历虚拟DOM同样的手段(先序深度优先)去遍历真实的节点，这很重要，因为我们是通过patches对象的key属性记录哪个节点发生了变化，相同的遍历手段可以保证我们的对应关系是正确的。 doPatch方法很简单，判断如果type是“remove”，直接删掉该DOM节点。其实这个方法也不应该这么简单，它也应该处理很多事情，比如说删除、互换等，其实还应该判断属性的变化并做相应的处理。 浅入浅出嘛，所以这些都没处理，我当然不会说我根本写不出来…… 现在我们应用一下这个patch方法：
import { createElement } from './createElement'import { diff } from './diff'import { patch } from './patch'let oldEle = createElement('div', { class: 'father' }, [ createElement('h1', { style: 'color:red' }, ['son1']), createElement('h2', { style: 'color:blue' }, ['son2']), createElement('h3', { style: 'color:green' }, ['son3'])])let newEle = createElement('div', { class: 'father' }, [ createElement('h1', { style: 'color:red' }, ['son1']), createElement('h2', { style: 'color:green' }, [])])//这里应用了patch方法，给原始的root节点打了补丁，更新成了新的节点let root = oldEle.render()let patches = diff(oldEle, newEle)patch(root, patches)document.body.appendChild(root) 复制代码
好，我们执行代码，看一下视图的变化：
我们看到，h3标签不见了，h2标签还在，但是里面的文本节点son2不见了，这跟我们的预期是一样的。 到这里，这个算法就已经写完了，上面贴出来的代码都是按模块贴出来的，并且是完整可以运行的。
未处理的问题这个算法还有很多没有处理的问题，例如：
没有处理属性变化只处理了删除的情况，添加和替换都没有处理如果你删除了第一个元素，那么因为索引错位，后面的元素都会被认为是不同的而被替换掉，react中使用了key属性解决了这个问题，同时为了性能也做了妥协。当然还有很多很多优化最后上面的代码只是把react中的核心思路简单实现了一下，只是供大家了解一下domDiff算法的思路，如我我的描述让你对domDiff产生了一点兴趣或者对你有一点帮助，我很高兴。
作者：寒东设计师转发链接：https://juejin.im/post/5ad550f06fb9a028b4118d99
