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vue 快速入门 系列 —— 虚拟 DOM

2021-04-02 22:09 78 查看 https://www.cnblogs.com/pengji

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vue 快速入门 系列

虚拟 DOM

什么是虚拟 dom

dom 是文档对象模型,以节点树的形式来表现文档。

虚拟 dom 不是真正意义上的 dom。而是一个 javascript 对象。

正常的 dom 节点在 html 中是这样表示:

<div class='testId'>
<p>你好</p>
<p>欢迎光临</p>
</div>

而在虚拟 dom 中大概是这样:

{
tag: 'div',
attributes:{
class: ['testId']
},
children:[
// p 元素
// p 元素
]
}

我们可以将虚拟 dom 拆分成两部分进行理解:虚拟 + dom。

  • 虚拟: 表示虚拟 dom 不是真正意义上的 dom,而是一个 javascript 对象;
  • dom: 表示虚拟 dom 能以类似节点树的形式表示文档。

虚拟 dom 的作用

前文(初步认识 vue)提到,现在主流的框架都是声明式操作 dom 的框架。我们只需要描述状态与 dom 之间的映射关系即可,状态到视图(真实的 dom)的转换,框架会帮我们做。

最粗暴的做法是将状态渲染成视图,每次更新状态,都重新更新整个视图。

这种做法的性能可想而知。比较好的想法是:状态改变,只更新与状态相关的 dom 节点。虚拟 dom 只是实现这个想法的其中一种方法而已。

具体做法:

  • 状态 -> 真实 dom(最初)
  • 状态 -> 虚拟 dom -> 真实 dom(使用虚拟 dom)

状态改变,重新生成一份虚拟 dom,将上一份和这一份虚拟 dom 进行对比,找出需要更新的部分,更新真实 dom。

vue 中的虚拟 dom

真实的 dom 是由 节点(Node)组成,虚拟 dom 则是由虚拟节点(vNode)组成。

虚拟 dom 在 vue 中主要做两件事:

  • 提供与真实节点(Node)对应的虚拟节点(vNode)
  • 将新的虚拟节点与旧的虚拟节点进行对比,找出需要差异,然后更新视图

“虚拟 DOM”是我们对由 Vue 组件树建立起来的整个 VNode 树的称呼 —— vue 官网

vNode

什么是 vNode

上文提到,vNode(虚拟节点)对应的是真实节点(Node)。

vNode 可以理解成节点描述对象。描述了如何创建真实的 dom 节点。

vue.js 中有一个 vNode 类。可以使用它创建不同类型的 vNode 实例,不同类型的 vNode 对应着不同类型的 dom 元素。代码如下:

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
}
}

从代码不难看出 vNode 类创建的实例,本质上就是一个普通的 javascript 对象。

vNode 的类型

前面我们 ad8 已经介绍通过 vNode 类可以创建不同类型的 vNode。而不同类型的 vNode 是由有效属性区分。例如

isComment = true
表示注释节点;
isCloned = true
表示克隆节点等等。

vNode 类型有:注释节点、文本节点、克隆节点、元素节点、组件节点。

以下是注释节点、文本节点和克隆节点的代码:

/*
注释节点
有效属性:{isComment: true, text: '注释节点'}
*/
export const createEmptyVNode = (text: string = '') => {
const node = new VNode()
node.text = text
// 注释
node.isComment = true
return node
}
/*
文本节点
有效属性:{text: '文本节点'}
*/
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
// 用于静态节点和插槽节点
// multiple renders, cloning them avoids errors when DOM manipulations rely
// on their elm reference.
// 克隆节点
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
// 标记是克隆节点
cloned.isCloned = true
return cloned
}

克隆节点其实就是将现有节点的所有属性赋值到新节点中,最后用

cloned.isCloned = true
标记自身是克隆节点。

元素节点通常有以下 4 个属性:

  • tag:节点名称。例如 div、p
  • data:节点上的数据。例如 class、style
  • children:子节点
  • context:在组件内呈现

组件节点与元素节点类似,包含两个独有的属性:

  • componentOptions:组件节点的选项参数,例如propsData、listeners、children、tag
  • componentInstance:组件的实例

patch

前面已经介绍了虚拟 dom 在 vue 中做的第一件事:提供与真实节点(Node)对应的虚拟节点(vNode);接下来介绍第二件事:将新的虚拟节点与旧的虚拟节点进行对比,找出需要差异,然后更新视图。

第二件事 ad8 在 vue 中的实现叫做 patch,即打补丁、修补的意思。通过对比新旧 vNode,找出差异,然后在现有 dom 的基础上进行修补,从而实现视图更新。

对比 vNode 找差异是手段,更新视图才是目的。

而更新视图无非就是新增节点、删除节点和更新节点。接下来我们逐一分析什么时候新增节点、在哪里新增;什么时候删除节点,删除哪个;什么时候更新节点,更新哪个;

注:当 vNode 与 oldVNode 不相同的时候,以 vNode 为准。

新增节点

一种情况是:vNode 存在而 oldVNode 不存在时,需要新增节点。最典型的是初次渲染,因为 odlVNode 是不存在的。

另一种情况是 vNode 与 oldVNode 完全不是同一个节点。这时就需要使用 vNode 生成真实的 dom 节点并插入到 oldVNode 指向的真实 dom 节点旁边。oldVNode 则是一个被废弃的节点。例如下面这种情况:

<div>
<p v-if="type === 'A'">
我是节点A
</p>
<span v-else-if="type === 'B'">
我是与A完全不同的节点B
</span>
</div>

当 type 由 A 变为 B,节点就会从 p 变成 span,由于 vNode 与 oldVNode 完全不是同一个节点,所以需要新增节点。

删除节点

当节点只在 oldVNode 中存在时,直接将其删除即可。

更新节点

前面介绍了新增节点和删除节点的场景,发现它们有一个共同点:vNode 与 oldVNode 完全不相同。

但更常见的场景是 vNode 与 oldVNode 是同一个节点。然后我们需要对它们(vNode 与 oldVNode)进行一个更细致的对比,再对 oldVNode 对应的真实节点进行更新。

对于文本节点,逻辑自然简单。首先对比新旧 vNode,发现是同一个节点,然后将 oldVNode 对应的 dom 节点的文本改成 vNode 中的文本即可。但对于复杂的 vNode,比如界面中的一颗树组件,这个过程就会变得复杂。

新增节点 - 源码分析

思考一下:前面说到 vNode 的类型有:注释节点、文本节点、克隆节点、元素节点、组件节点。请问这几种类型都会被创建并插入到 dom 中吗?

答:只有注释节点、文本节点、元素节点。因为 html 只认识这几种。

由于只有上面三种节点类型,根据类型做响应的创建,然后插入对应的位置即可。

以元素节点为例,如果 vNode 有 tag 属性,则说明是元素节点。则调用 20ee createElement 方法创建对应的节点,接下来就通过 appendChild 方法插入到指定父节点中。如果父元素已经在视图中,那么把元素插入到它下面将会自动渲染出来;如果 vNode 的 isComment 属性是 true,则表示注释节点;都不是则是文本节点;

通常元素里面会有子节点,所以这里涉及一个递归的过程,也就是将 vNode 中的 children 依次遍历,创建节点,然后插入到父节点(父节点也就是刚刚创建出的 dom 节点)中,一层一层的递归进行。

请看源码:

// 创建元素
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 属性,表示是元素节点
if (isDef(tag)) {
vnode.elm = vnode.ns
? nodeOps.createElementNS(vnode.ns, tag)
// 创建元素。nodeOps 涉及到跨平台
: nodeOps.createElement(tag, vnode);
setScope(vnode);

/* istanbul ignore if */
{
// 递归创建子节点,并将子节点插入到父节点上
createChildren(vnode, children, insertedVnodeQueue);
if (isDef(data)) {
invokeCreateHooks(vnode, insertedVnodeQueue);
}
// 将 vnode 对应的元素插入到父元素中
insert(parentElm, vnode.elm, refElm);
}

// isComment 属性表示注释节点
} else if (isTrue(vnode.isComment)) {
vnode.elm = nodeOps.createComment(vnode.text);
// 插入父节点
insert(parentElm, vnode.elm, refElm);
// 否则就是子节点
} else {
vnode.elm = nodeOps.createTextNode(vnode.text);
// 插入父节点
insert(parentElm, vnode.elm, refElm);
}
}

// 递归创建子节点,并将子节点插入到父节点上。vnode 表示父节点
function createChildren (vnode, children, insertedVnodeQueue) {
if (Array.isArray(children)) {
if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
checkDuplicateKeys(children);
}
// 依次创建子节点,并将子节点插入到父节点中
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)));
}
}

删除节点 - 源码分析

删除节点非常简单。直接看源码:

// 删除一组指定节点
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
// 删除个节点
removeNode(ch.elm);
}
}
}
}

// 删除单个节点
function removeNode (el) {
var parent = nodeOps.parentNode(el);
// element may have already been removed due to v-html / v-text
if (isDef(parent)) {
// nodeOps里封装了跨平台的方法
nodeOps.removeChild(parent, el);
}
}

更新节点 - 源码分析

有些复杂,而且涉及子节点更新,本文就不展开。

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