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【Vue 原理】Diff – 源码版 之 Diff 流程

今天终于要开始探索 Vue 更新 DOM 的重点了，就是 Diff

Diff 的内容不算多，但是如果要讲得很详细的话，就要说很多了，而且要配很多图

这是 Diff 的最后一篇文章，最重要也是最详细的一篇了

所以本篇内容很多，先提个内容概览

1、分析 Diff 源码比较步骤

2、个人思考为什么如此比较

3、写个例子，一步步走个 Diff 流程

文章很长，也非常详细，如果你对这内容有兴趣的话，也推荐边阅读源码边看，如果你对本内容暂时没有了解，可以先看不涉及源码的白话版 Diff – 白话版

下面开始我们的正文

在之前一篇文章 Diff – 源码版 之 从新建实例到开始 diff，我们已经探索了 Vue 是如何从新建实例到开始 diff 的

你应该还有印象，其中 Diff 涉及的一个重要函数就是 createPatchFunciton

var patch = createPatchFunction();

Vue.prototype.__patch__ =  patch

那么我们就来看下这个函数

---

createPatchFunction

function createPatchFunction() {  

    return function patch(oldVnode, vnode, parentElm, refElm) {      

        // 没有旧节点，直接生成新节点

        if (!oldVnode) {createElm(vnode, parentElm, refElm);
        } 
        else {     
            // 且是一样 Vnode

            if (sameVnode(oldVnode, vnode)) {                

                // 比较存在的根节点

                patchVnode(oldVnode, vnode);
            } 
            else {    

                // 替换存在的元素

                var oldElm = oldVnode.elm;                

                var _parentElm = oldElm.parentNode    

                // 创建新节点

                createElm(vnode, _parentElm, oldElm.nextSibling);   

                // 销毁旧节点

                if (_parentElm) {removeVnodes([oldVnode], 0, 0);
                }
            }
        }        

        return vnode.elm

    }
}

这个函数的作用就是

比较 新节点 和 旧节点 有什么不同，然后完成更新

所以你看到接收一个 oldVnode 和 vnode

处理的流程分为

1、没有旧节点

2、旧节点 和 新节点 自身一样（不包括其子节点）3、旧节点 和 新节点自身不一样

速度来看下这三个流程了

1 没有旧节点

没有旧节点，说明是页面刚开始初始化的时候，此时，根本不需要比较了

直接全部都是新建，所以只调用 createElm

2 旧节点 和 新节点 自身一样

通过 sameVnode 判断节点是否一样，这个函数在上篇文章中说过了

旧节点 和 新节点自身一样时，直接调用 patchVnode 去处理这两个节点

patchVnode 下面会讲到这个函数

在讲 patchVnode 之前，我们先思考这个函数的作用是什么？

当两个 Vnode 自身一样的时候，我们需要做什么？

首先，自身一样，我们可以先简单理解，是 Vnode 的两个属性 tag 和 key 一样

那么，我们是不知道其子节点是否一样的，所以肯定需要比较子节点

所以，patchVnode 其中的一个作用，就是比较子节点

3 旧节点 和 新节点 自身不一样

当两个节点不一样的时候，不难理解，直接创建新节点，删除旧节点

---

patchVnode

在上一个函数 createPatchFunction 中，有出现一个函数 patchVnode

我们思考了这个函数的其中的一个作用是 比较两个 Vnode 的子节点

是不是我们想的呢，可以先来过一下源码

function patchVnode(oldVnode, vnode) {if (oldVnode === vnode) return

    var elm = vnode.elm = oldVnode.elm;    

    var oldCh = oldVnode.children;    

    var ch = vnode.children;   

    // 更新 children

    if (!vnode.text) {   

        // 存在 oldCh 和 ch 时

        if (oldCh && ch) {if (oldCh !== ch) 

                updateChildren(elm, oldCh, ch);

        }    

        // 存在 newCh 时，oldCh 只能是不存在，如果存在，就跳到上面的条件了

        else if (ch) {if (oldVnode.text) elm.textContent = '';      

            for (var i = 0; i <= ch.length - 1; ++i) {

                createElm(ch[i],elm, null
                );
            }

        } 

        else if (oldCh) {for (var i = 0; i<= oldCh.length - 1; ++i) {oldCh[i].parentNode.removeChild(el);
            }

        } 

        else if (oldVnode.text) {elm.textContent = '';}
    } 

    else if (oldVnode.text !== vnode.text) {elm.textContent = vnode.text;}
}

我们现在就来分析这个函数

没错，正如我们所想，这个函数的确会去比较处理子节点

总的来说，这个函数的作用是

1、Vnode 是文本节点，则更新文本（文本节点不存在子节点）

2、Vnode 有子节点，则处理比较更新子节点

更进一步的总结就是，这个函数主要做了两种判断的处理

1、Vnode 是否是文本节点

2、Vnode 是否有子节点

下面我们来看看这些步骤的详细分析

1 Vnode 是文本节点

当 VNode 存在 text 这个属性的时候，就证明了 Vnode 是文本节点

我们可以先来看看 文本类型的 Vnode 是什么样子

所以当 Vnode 是文本节点的时候，需要做的就是，更新文本

同样有两种处理

1、当 新 Vnode.text 存在，而且和 旧 VNode.text 不一样时

直接更新这个 DOM 的 文本内容

elm.textContent = vnode.text;

注：textContent 是 真实 DOM 的一个属性，保存的是 dom 的文本，所以直接更新这个属性

2、新 Vnode 的 text 为空，直接把 文本 DOM 赋值给空

elm.textContent = '';

2 Vnode 存在子节点

当 Vnode 存在子节点的时候，因为不知道 新旧节点的子节点是否一样，所以需要比较，才能完成更新

这里有三种处理

1、新旧节点 都有子节点，而且不一样

2、只有新节点

3、只有旧节点

后面两个节点，相信大家都能想通，但是我们还是说一下

1 只有新节点

只有新节点，不存在旧节点，那么没得比较了，所有节点都是全新的

所以直接全部新建就好了，新建是指创建出所有新 DOM，并且添加进父节点的

2 只有旧节点

只有旧节点而没有新节点，说明更新后的页面，旧节点全部都不见了

那么要做的，就是把所有的旧节点删除

也就是直接把 DOM 删除

3 新旧节点 都有子节点，而且不一样

咦惹，又出现了一个新函数，那就是 updateChildren

预告一下，这个函数非常的重要，是 Diff 的核心模块，蕴含着 Diff 的思想

可能会有点绕，但是不用怕，相信在我的探索之下，可以稍微明白些

同样的，我们先来思考下 updateChildren 的作用

记得条件，当新节点 和 旧节点 都存在，要怎么去比较才能知道有什么不一样呢？

哦没错，使用遍历，新子节点和旧子节点一个个比较

如果一样，就不更新，如果不一样，就更新

下面就来验证下我们的想法，来探索一下 updateChildren 的源码

---

updateChildren

这个函数非常的长，但是其实不难，就是分了几种处理流程而已，但是一开始看可能有点懵

或者可以先跳过源码，看下分析，或者便看分析边看源码

function updateChildren(parentElm, oldCh, newCh) {

    var oldStartIdx = 0;    

    var oldEndIdx = oldCh.length - 1;    

    var oldStartVnode = oldCh[0];    

    var oldEndVnode = oldCh[oldEndIdx];    

    var newStartIdx = 0;    

    var newEndIdx = newCh.length - 1;    

    var newStartVnode = newCh[0];    

    var newEndVnode = newCh[newEndIdx];    

    var oldKeyToIdx, idxInOld, vnodeToMove, refElm;



    // 不断地更新 OldIndex 和 OldVnode，newIndex 和 newVnode

    while (

        oldStartIdx <= oldEndIdx && 

        newStartIdx <= newEndIdx

    ) {if (!oldStartVnode) {oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx];
        }     

        else if (!oldEndVnode) {oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx];
        }   

        //  旧头 和新头 比较
        else if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) {patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode);

            oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx];
            newStartVnode = newCh[++newStartIdx];
        }    

        //  旧尾 和新尾 比较

        else if (sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) {patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode);

            oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx];
            newEndVnode = newCh[--newEndIdx];
        }                
               

        // 旧头 和 新尾 比较

        else if (sameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) {patchVnode(oldStartVnode, newEndVnode);            

            // oldStartVnode 放到 oldEndVnode 后面，还要找到 oldEndValue 后面的节点

            parentElm.insertBefore(

                oldStartVnode.elm, 

                oldEndVnode.elm.nextSibling

            );
            
            oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx];
            newEndVnode = newCh[--newEndIdx];
        }   

        //  旧尾 和新头 比较

        else if (sameVnode(oldEndVnode, newStartVnode)) {patchVnode(oldEndVnode, newStartVnode);            


            // oldEndVnode 放到 oldStartVnode 前面

            parentElm.insertBefore(oldEndVnode.elm, oldStartVnode.elm);

            oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx];
            newStartVnode = newCh[++newStartIdx];
        }        


        // 单个新子节点 在 旧子节点数组中 查找位置

        else {    

            // oldKeyToIdx 是一个 把 Vnode 的 key 和 index 转换的 map

            if (!oldKeyToIdx) {
                oldKeyToIdx = createKeyToOldIdx(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx);

            }     

            // 使用 newStartVnode 去 OldMap 中寻找 相同节点，默认 key 存在

            idxInOld = oldKeyToIdx[newStartVnode.key]        

            //  新孩子中，存在一个新节点，老节点中没有，需要新建 

            if (!idxInOld) {  

                //  把  newStartVnode 插入 oldStartVnode 的前面

                createElm(

                    newStartVnode, 

                    parentElm, 

                    oldStartVnode.elm

                );

            }            

            else {                

                //  找到 oldCh 中 和 newStartVnode 一样的节点

                vnodeToMove = oldCh[idxInOld];     
                if (sameVnode(vnodeToMove, newStartVnode)) {patchVnode(vnodeToMove, newStartVnode);  
                
                    // 删除这个 index

                    oldCh[idxInOld] = undefined;                    
                    // 把 vnodeToMove 移动到  oldStartVnode 前面

                    parentElm.insertBefore(

                        vnodeToMove.elm, 

                        oldStartVnode.elm

                    );

                }                

                // 只能创建一个新节点插入到 parentElm 的子节点中

                else {                    

                    // same key but different element. treat as new element

                    createElm(

                        newStartVnode, 

                        parentElm, 

                        oldStartVnode.elm

                    );

                }
            }            

            // 这个新子节点更新完毕，更新 newStartIdx，开始比较下一个

            newStartVnode = newCh[++newStartIdx];
        }
    }    



    // 处理剩下的节点

    if (oldStartIdx > oldEndIdx) {var newEnd = newCh[newEndIdx + 1]

        refElm = newEnd ? newEnd.elm :null;        
        for (; newStartIdx <= newEndIdx; ++newStartIdx) {

            createElm(newCh[newStartIdx], parentElm, refElm
            );
        }
    }    

    // 说明新节点比对完了，老节点可能还有，需要删除剩余的老节点

    else if (newStartIdx > newEndIdx) {for (; oldStartIdx<=oldEndIdx; ++oldStartIdx) {oldCh[oldStartIdx].parentNode.removeChild(el);
        }
    }
}

首先要明确这个函数处理的是什么

处理的是 新子节点 和 旧子节点，循环遍历逐个比较

如何 循环遍历？

1、使用 while

2、新旧节点数组都配置首尾两个索引

新节点的两个索引：newStartIdx，newEndIdx

旧节点的两个索引：oldStartIdx，oldEndIdx

以两边向中间包围的形式 来进行遍历

头部的子节点比较完毕，startIdx 就加 1

尾部的子节点比较完毕，endIdex 就减 1

只要其中一个数组遍历完（startIdx<endIdx），则结束遍历

源码处理的流程分为两个

1、比较新旧子节点

2、比较完毕，处理剩下的节点

我们来逐个说明这两个流程

1 比较新旧子节点

注：这里有两个数组，一个是 新子 Vnode 数组，一个旧子 Vnode 数组

在比较过程中，不会对两个数组进行改变（比如不会插入，不会删除其子项）

而所有比较过程中都是直接 插入删除 真实页面 DOM

我们明确一点，比较的目的是什么？

找到 新旧子节点中 的 相同的子节点，尽量以 移动 替代 新建 去更新 DOM

只有在实在不同的情况下，才会新建

比较更新计划步骤

首先考虑，不移动 DOM

其次考虑，移动 DOM

最后考虑，新建 / 删除 DOM

能不移动，尽量不移动。不行就移动，实在不行就新建

下面开始说源码中的比较逻辑

五种比较逻辑如下

1、旧头 == 新头

2、旧尾 == 新尾

3、旧头 == 新尾

4、旧尾 == 新头

5、单个查找

来分析下这五种比较逻辑

1 旧头 == 新头

sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)

当两个新旧的两个头一样的时候，并不用做什么处理

符合我们的步骤第一条，不移动 DOM 完成更新

但是看到一句，patchVnode

就是为了继续处理这两个相同节点的子节点，或者更新文本

因为我们不考虑多层 DOM 结构，所以 新旧两个头一样的话，这里就算结束了

可以直接进行下一轮循环

newStartIdx ++，oldStartIdx ++

2 旧尾 == 新尾

sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)

和 头头 相同的处理是一样的

尾尾相同，直接跳入下个循环

newEndIdx ++，oldEndIdx ++

3 旧头 == 新尾

sameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)

这步不符合 不移动 DOM，所以只能 移动 DOM 了

怎么移动？

源码是这样的

parentElm.insertBefore(
    oldStartVnode.elm, 
    oldEndVnode.elm.nextSibling
);

以 新子节点的位置 来移动的，旧头 在新子节点的 末尾

所以把 oldStartVnode 的 dom 放到 oldEndVnode 的后面

但是因为没有把 dom 放到谁后面的方法，所以只能使用 insertBefore

即放在 oldEndVnode 后一个节点的前面

图示是这样的

然后更新两个索引

oldStartIdx++，newEndIdx--

4 旧尾 == 新头

sameVnode(oldEndVnode, newStartVnode)

同样不符合 不移动 DOM，也只能 移动 DOM 了

怎么移动？

parentElm.insertBefore(
    oldEndVnode.elm, 
    oldStartVnode.elm
);

把 oldEndVnode DOM 直接放到 当前 oldStartVnode.elm 的前面

图示是这样的

然后更新两个索引

oldEndIdx--，newStartIdx++

5 单个遍历查找

当前面四种比较逻辑都不行的时候，这是最后一种处理方法

拿 新子节点的子项，直接去 旧子节点数组中遍历，找一样的节点出来

流程大概是

1、生成旧子节点数组以 vnode.key 为 key 的 map 表

2、拿到新子节点数组中 一个子项，判断它的 key 是否在上面的 map 中

3、不存在，则新建 DOM

4、存在，继续判断是否 sameVnode

下面就详细说一下

1 生成 map 表

这个 map 表的作用，就主要是判断存在什么旧子节点

比如你的旧子节点数组是

[{tag:"div",  key:1},{tag:"strong", key:2},{tag:"span",  key:4}]

经过 createKeyToOldIdx 生成一个 map 表 oldKeyToIdx

{vnodeKey: 数组 Index}

属性名是 vnode.key，属性值是 该 vnode 在 children 的位置

是这样（具体源码看上篇文章 Diff – 源码版 之 相关辅助函数）

oldKeyToIdx = {
    1:0,
    2:1,
    4:2
}

2 判断 新子节点是否存在旧子节点数组中

拿到新子节点中的 子项 Vnode，然后拿到它的 key

去匹配 map 表，判断是否有相同节点

oldKeyToIdx[newStartVnode.key]

3 不存在旧子节点数组中

直接创建 DOM，并插入 oldStartVnode 前面

createElm(newStartVnode, parentElm, oldStartVnode.elm);

4 存在旧子节点数组中

找到这个旧子节点，然后判断和新子节点是否 sameVnode

如果相同，直接移动到 oldStartVnode 前面

如果不同，直接创建插入 oldStartVnode 前面

我们上面说了比较子节点的处理的流程分为两个

1、比较新旧子节点

2、比较完毕，处理剩下的节点

比较新旧子节点上面已经说完了，下面就到了另一个流程，比较剩余的节点，详情看下面

处理可能剩下的节点

在 updateChildren 中，比较完新旧两个数组之后，可能某个数组会剩下部分节点没有被处理过，所以这里需要统一处理

1 新子节点遍历完了

newStartIdx > newEndIdx

新子节点遍历完毕，旧子节点可能还有剩

所以我们要对可能剩下的旧节点进行 批量删除！

就是遍历剩下的节点，逐个删除 DOM

for (; oldStartIdx <= oldEndIdx; ++oldStartIdx) {oldCh[oldStartIdx]

    .parentNode

    .removeChild(el);
}

2 旧子节点遍历完了

oldStartIdx > oldEndIdx

旧子节点遍历完毕，新子节点可能有剩

所以要对剩余的新子节点处理

很明显，剩余的新子节点不存在 旧子节点中，所以全部新建

for (; newStartIdx <= newEndIdx; ++newStartIdx) {
   createElm(newCh[newStartIdx], 

      parentElm, 

      refElm

   );
}

但是新建有一个问题，就是插在哪里？

所以其中的 refElm 就成了疑点，看下源码

var newEnd = newCh[newEndIdx + 1]

refElm = newEnd ? newEnd.elm :null;

refElm 获取的是 newEndIdx 后一位的节点

当前没有处理的节点是 newEndIdx

也就是说 newEndIdx+1 的节点如果存在的话，肯定被处理过了

如果 newEndIdx 没有移动过，一直是最后一位，那么就不存在 newCh[newEndIdx + 1]

那么 refElm 就是空，那么剩余的新节点 就全部添加进 父节点孩子的末尾，相当于

for (; newStartIdx <= newEndIdx; ++newStartIdx) {     
    parentElm.appendChild(newCh[newStartIdx]

    );

}

如果 newEndIdx 移动过，那么就逐个添加在 refElm 的前面，相当于

for (; newStartIdx <= newEndIdx; ++newStartIdx) {
    parentElm.insertBefore(newCh[newStartIdx] ,

        refElm 

    );

}

如图

---

思考为什么这么比较

我们已经讲完了所有 Diff 的内容，大家也应该能领悟到 Diff 的思想

但是我强迫自己去思考一个问题，就是

为什么会这样去比较？

以下纯属个人意淫想法，没有权威认证，仅供参考

我们所有的比较，都是为了找到 新子节点 和 旧子节点 一样的子节点

而且我们的比较处理的宗旨是

1、能不移动，尽量不移动

2、没得办法，只好移动

3、实在不行，新建或删除

首先，一开始比较，肯定是按照我们的第一宗旨 不移动，找到可以不移动的节点

而 头头，尾尾比较 符合我们的第一宗旨，所以出现在最开始，嗯，这个可以想通

然后就到我们的第二宗旨 移动，按照 updateChildren 的做法有

旧头新尾比较，旧尾新头比较，单个查找比较

我开始疑惑了，咦？头尾比较为了移动我知道，但是为什么要出现这种比较？

明明我可以用 单个查找 的方式，完成所有的移动操作啊？

我思考了很久，头和尾的关系，觉得可能是为了避免极端情况的消耗？？

怎么说？

比如当我们去掉头尾比较，全部使用单个查找的方式

如果出现头 和 尾 节点一样的时候，一个节点需要遍历 从头找到尾 才能找到相同节点

这样实在是太消耗了，所以这里加入了 头尾比较 就是为了排除 极端情况造成的消耗操作

当然，这只是我个人的想法，仅供参考，虽然这么说，我也的确做了个例子测试

子节点中加入了出现两个头尾比较情况的子项 b div

oldCh = ['header','span','div','b']
newCh = ['sub','b','div','strong']

使用 Vue 去更新，比较更新速度，然后更新十次，计算平均值

1、全用 单个查找，用时 0.91ms

2、加入头尾比较，用时 0.853ms

的确是快一些喔

---

走流程

我相信经过这么长的一篇文章，大家的脑海中还没有把所有的知识点集合起来，可能对整个流程还有点模糊

没事，我们现在就来举一个例子，一步步走流程，完成更新

以下的节点，绿色表示未处理，灰色表示已经处理，淡绿色表示正在处理，红色表示新插入，如下

现在 Vue 需要更新，存在下面两组新旧子节点，需要进行比较，来判断需要更新哪些节点

1 头头比较，节点一样，不需移动，只用更新索引

更新索引，newStartIdx++，oldStartIdx++

开始下轮处理

一系列判断之后，【旧头 2】和【新尾 2】相同，直接移动到 oldEndVnode 后面

更新索引，newEndIdx–，oldStartIdx ++

开始下轮处理

3 一系列判断之后，【旧头 2】和【新尾 2】相同，直接移动到 oldStartVnode 前面

更新索引，oldEndIdx–，newStartIdx++

开始下轮比较

4 只剩一个节点，走到最后一个判断，单个查找

找不到一样的，直接创建插入到 oldStartVnode 前面

更新索引，newStartIdx++

此时 newStartIdx> newEndIdx，结束循环

5 批量删除可能剩下的老节点

此时看 旧 Vnode 数组中，oldStartIdx 和 oldEndIdx 都指向同一个节点，所以只用删除 oldVnode-4 这个节点

ok，完成所有比较流程

耶，Diff 内容讲完了，谢谢大家的观看

---

最后

鉴于本人能力有限，难免会有疏漏错误的地方，请大家多多包涵，如果有任何描述不当的地方，欢迎后台联系本人，有重谢