vue 虚拟dom原理

Virtual DOM 其实就是一棵以 JavaScript 对象( VNode 节点)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。

简单来说，可以把Virtual DOM 理解为一个简单的JS对象，并且最少包含标签名( tag)、属性(attrs)和子元素对象( children)三个属性。不同的框架对这三个属性的命名会有点差别。对于虚拟DOM，咱们来看一个简单的实例，就是下图所示的这个，详细的阐述了模板 → 渲染函数 → 虚拟DOM树 → 真实DOM的一个过程



Virtual DOM 作用是什么？

虚拟DOM的最终目标是将虚拟节点渲染到视图上。但是如果直接使用虚拟节点覆盖旧节点的话，会有很多不必要的DOM操作。
例如，一个ul标签下很多个li标签，其中只有一个li有变化，这种情况下如果使用新的ul去替代旧的ul,因为这些不必要的DOM操作而造成了性能上的浪费。
为了避免不必要的DOM操作，虚拟DOM在虚拟节点映射到视图的过程中，将虚拟节点与上一次渲染视图所使用的旧虚拟节点（oldVnode）做对比，找出真正需要更新的节点来进行DOM操作，从而避免操作其他无需改动的DOM。

其实虚拟DOM在Vue.js主要做了两件事：

• [color='''rgba(0, 0, 0, 0.749019607843137)''']提供与真实DOM节点所对应的虚拟节点vnode
• 将虚拟节点vnode和旧虚拟节点oldVnode进行对比[color='''rgba(0, 0, 0, 0.749019607843137)''']，然后更新视图.

为何需要Virtual DOM？

• 具备跨平台的优势

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。

• 操作 DOM 慢，js运行效率高。我们可以将DOM对比操作放在JS层，提高效率。

因为DOM操作的执行速度远不如Javascript的运算速度快，因此，把大量的DOM操作搬运到Javascript中，运用patching算法来计算出真正需要更新的节点，最大限度地减少DOM操作，从而显著提高性能。
Virtual DOM 本质上就是在 JS 和 DOM 之间做了一个缓存。可以类比 CPU 和硬盘，既然硬盘这么慢，我们就在它们之间加个缓存：既然 DOM 这么慢，我们就在它们 JS 和 DOM 之间加个缓存。CPU（JS）只操作内存（Virtual DOM），最后的时候再把变更写入硬盘（DOM）

• 提升渲染性能

Virtual DOM的优势不在于单次的操作，而是在大量、频繁的数据更新下，能够对视图进行合理、高效的更新。
为了实现高效的DOM操作，一套高效的虚拟DOM diff算法显得很有必要。我们通过patch 的核心----diff 算法，找出本次DOM需要更新的节点来更新，其他的不更新。比如修改某个model 100次，从1加到100，那么有了Virtual DOM的缓存之后，只会把最后一次修改patch到view上。


那diff 算法的实现过程是怎样的？



diff 算法


Vue的diff算法是基于snabbdom改造过来的，仅在同级的vnode间做diff，递归地进行同级vnode的diff，最终实现整个DOM树的更新。因为跨层级的操作是非常少的，忽略不计，这样时间复杂度就从O(n3)变成O(n)。
diff 算法包括几个步骤：

• 用 JavaScript 对象结构表示 DOM 树的结构；然后用这个树构建一个真正的 DOM 树，插到文档当中
• 当状态变更的时候，重新构造一棵新的对象树。然后用新的树和旧的树进行比较，记录两棵树差异
• 把所记录的差异应用到所构建的真正的DOM树上，视图就更新了

diff 算法的实现过程

diff 算法本身非常复杂，实现难度很大。本文去繁就简，粗略介绍以下两个核心函数实现流程：

• patch(container,vnode) :初次渲染的时候，将VDOM渲染成真正的DOM然后插入到容器里面。
• patch(vnode,newVnode):再次渲染的时候，将新的vnode和旧的vnode相对比，然后之间差异应用到所构建的真正的DOM树上。

1. patch(container,vnode)

通过这个函数可以让VNode渲染成真正的DOM，我们通过以下模拟代码，可以了解大致过程：


function createElement(vnode) {    
var tag = vnode.tag  
var attrs = vnode.attrs || {}    
var children = vnode.children || []    
if (!tag) {      
 return null  
  }    
// 创建真实的 DOM 元素    
var elem = document.createElement(tag)  
 // 属性    
var attrName    
for (attrName in attrs) {    
    if (attrs.hasOwnProperty(attrName)) {
           // 给 elem 添加属性
           elem.setAttribute(attrName, attrs[attrName])
        }
    }
    // 子元素
    children.forEach(function (childVnode) {
        // 给 elem 添加子元素，如果还有子节点，则递归的生成子节点。
        elem.appendChild(createElement(childVnode))  // 递归
    })    // 返回真实的 DOM 元素  
 return elem
}







2. patch(vnode,newVnode)

这里我们只考虑vnode与newVnode如何对比的情况：



function updateChildren(vnode, newVnode) {
    var children = vnode.children || []
    var newChildren = newVnode.children || []
  // 遍历现有的children
    children.forEach(function (childVnode, index) {
        var newChildVnode = newChildren[index]
  // 两者tag一样
        if (childVnode.tag === newChildVnode.tag) {
            // 深层次对比，递归
            updateChildren(childVnode, newChildVnode)
        } else {
  // 两者tag不一样
           replaceNode(childVnode, newChildVnode)
       }
    }
)}

Virual DOM是用JS对象记录一个dom节点的副本，当dom发生更改时候，先用虚拟dom进行diff，算出最小差异，然后再修改真实dom。

vue的virtual dom的diff算法是基于snabbdom算法改造而来，与react的diff算法一样,仅在同级的vnode间做diff，递归的进行同级vnode的diff，最终实现整个DOM树的更新。

虚拟DOM的缺点：

1. 代码更多，体积更大

2. 内存占用增大

3. 小量的单一的dom修改使用虚拟dom成本反而更高，不如直接修改真实dom快