vue原理:diff、模板编译、渲染过程等

一、虚拟DOM:

因为DOM操作非常消耗性能,在操作DOM时,会出现DOM的回流(Reflow:元素大小或者位置发生改变)重绘(元素样式的改变)使DOM重新渲染。

现在的框架Vue和React很少直接操作DOM,因为两者都是数据驱动视图,只会对数据进行增删改的操作

因此,二者使用虚拟DOM(vdom)来解决控制DOM操作的问题:

原理:使用Js模拟DOM结构,把DOM的计算转移为Js的计算,使用diff算法计算出最小的变更,然后根据变更操作DOM

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学习diff算法需要借助snabbdom这个vdom库的源码,vue也是参考它实现的

import {   init,   classModule,   propsModule,   styleModule,   eventListenersModule,   h, } from "snabbdom";  const patch = init([   // Init patch function with chosen modules   classModule, // makes it easy to toggle classes   propsModule, // for setting properties on DOM elements   styleModule, // handles styling on elements with support for animations   eventListenersModule, // attaches event listeners ]);  const container = document.getElementById("container"); const vnode = h("div#container.two.classes", { on: { click: someFn } }, [   h("span", { style: { fontWeight: "bold" } }, "This is bold"),   " and this is just normal text",   h("a", { props: { href: "/foo" } }, "I'll take you places!"), ]);  // Patch into empty DOM element – this modifies the DOM as a side effect patch(container, vnode);  const newVnode = h(   "div#container.two.classes",   { on: { click: anotherEventHandler } },   [     h(       "span",       { style: { fontWeight: "normal", fontStyle: "italic" } },       "This is now italic type"     ),     " and this is still just normal text",     h("a", { props: { href: "/bar" } }, "I'll take you places!"),   ] );  // Second  ` patch `  invocation patch(vnode, newVnode); // Snabbdom efficiently updates the old view to the new state

其中有两个关键函数:

  • h  函数返回一个vnode,他是使用js对象表示的虚拟DOM结构。接收 sel(选择器)、data(对DOM的js描述)、children(这个虚拟DOM的子vnode元素)
  • patch  函数的作用:一是将vnode渲染为真实的DOM挂载至页面;二是使用diff算法比对两个vnode的不同,然后重新渲染

二、Diff算法:

  • 概述:

diff 比对两个新旧vnode的过程主要是在 patch 函数(patchVnode函数)中进行

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正常情况下两棵树之间作比对,那么第一遍历tree1,第二遍历tree2,第三排序,三次遍历,时间复杂度为 O(n ^ 3)节点太多,算法就不可用

框架中diff算法的优化:

  • 同级比对,不跨级
  • tag不相同,则直接删除重建,不再深度比对(有可能tag不相同但是tag下面的子元素还是相同的,但是我们不管了,只要tag不相同就删掉,因为深度比较复杂度太高)
  • tag和key,两者都相同,则认为是相同节点,不再深度比对,时间复杂度优化至 O(n)
  • 生成vnode:

    h 函数用来生成vnode,vnode函数如下:

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     返回一个js对象结构的虚拟DOM(vnode):

     1.children和text是不能共存的,要么里面是纯text文本,要么是子元素

     2.elm 就是vnode对应的那个DOM元素

     3.key 就相当于 v-for 里面的 key,是我们在使用 v-for 的时候需要自己手动加上

  • patch函数:

    初始化:第一次执行patch,patch(container,vnode),创建空的vnode,关联传入的dom

    更新:判断是否是相同的vnode,tag(sel选择器)和key相同,则认为是相同节点,执行patchVnode函数进行比对

    否则删除重建,不做深度比对

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  • patchVnode函数(比对):
    • 如果新Vnode有 children,没有 text(vnode.text === undefined)(text和children不能同时存在)
    1. 如果新旧vnode都有 children ,调用 updateChildren() ,再继续进行更新
    2. 如果新vnode有 children ,旧vnode无 children,调用  addVnodes()  添加 children 到 elm 上
    3. 如果新vnode无 children ,旧vnode有 children,调用 removeVnodes() 移除 children
    4. 如果新旧vnode都无 childre且旧vnode有 text,则把elm的 text 设置为空
    • 如果新Vnode没有 children,只有 text且值也不同,就移除旧vnode的children

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  • updateChildren函数:

    原理:

    针对新旧 children  定义四个index, oldStartIdxoldEndIdxnewStartIdxnewEndIdx ,然后进行一个循环,在循环过程中

    idx会一边累加或者一边累减,startIdx会累加,endIdx会累减,在这个过程中,指针会慢慢地往中间去移动,当指针重合的时候,说明遍历结束了,循环结束。

     在每一轮循环过程中的具体的对比过程是:

    如果出现下面情况中的一种:开始和开始节点去对比,结束和结束节点对比,结束和开始节点对比,那么就执行 patchVnode() 函数,进行递归比较,

    并且指针累加或者累减,往中间移动。 进行下一轮循环的时候,指针就指到下一个了 children

    如果都没有上面的四种情况,首先会拿新节点 key,能否对应上 oldChildren 中的某个节点的 key 。
    • 如果没有对应上,说明这个节点是新的,找个地方插入进去新的就好。
    • 如果对应上了,还要判断sel是否相等,如果sel不相等,那还是没对应上,说明节点是新的,那也找地方插入新的。
    • 如果sel相等,key相等,那么继续对这两个相同的节点执行 patchVnode 方法,递归比较。

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  • v-for中key的作用
    • 如果不使用 key ,diff 算法中 没有 key值能够对应上,会认为节点更新,之后会销毁对应的vnode,重新渲染元素
    • 如果检测出新节点中的 key 在旧节点上有对应的 key ,在进行交换位置的操作时,就没有必要销毁,由此提升性能

    • key值需要唯一值,如果使用 index,例如在一个 li 数组中 头部插入某些dom元素,index值递增了,但对应的内容却错误了

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三、模板编译

零、前置知识点:JS的 with 语法

with语法:改变 {} 内自由变量的查找规则,,将 {} 内自由变量,当作 obj 的属性来查找
如果找不到匹配的 obj 属性,就会报错
with 要慎用, 它打破了作用域的规则,易读性变差

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vue模板编译成什么?

模板不是html , 有指令、插值、JS 表达式,能实现判断、循环

html是标签语言,只有JS才能实现判断、循环(图灵完备的)

因此,模板一定是转换为某种JS代码,模板怎么转成js代码的过程就是模板编译

安装 vue template complier 这个库,查看编译输出值:

// 引入
const
compiler = require('vue-template-compiler') // 插值 // const template = ` <p>{{message}}</p> ` // 编译 const res = compiler.compile(template) console.log(res.render)

打印结果:

with(this){return _c('p',[_v(_s(message))])}

其中 this 在vue中就是 vm 实例,所以 _c、_v、_s 就是vue源码中的一些函数

// 从 vue 源码中找到缩写函数的含义 function installRenderHelpers (target) {     target._c = createElement//创建vnode     target._o = markOnce;     target._n = toNumber;     target._s = toString;     target._l = renderList;     target._t = renderSlot;     target._q = looseEqual;     target._i = looseIndexOf;     target._m = renderStatic;     target._f = resolveFilter;     target._k = checkKeyCodes;     target._b = bindObjectProps;     target._v = createTextVNode;     target._e = createEmptyVNode;     target._u = resolveScopedSlots;     target._g = bindObjectListeners;     target._d = bindDynamicKeys;     target._p = prependModifier; }

转化后:createElement 函数的作用是创建一个 vnode

with(this){return createElement('p',[createTextVNode(toString(message))])}

  • 表达式编译:表达式会转变为js代码,然后把结果放到vnode里面去
const template =  ` <p>{{flag ? message : 'no message found'}}</p> `  with(this){return _c('p',[_v(_s(flag ? message : 'no message found'))])}

  • 动态属性:同理
const template =  `      <div id="div1" class="container">         <img :src="imgUrl"/>     </div>  `   with(this){return _c('div',      {staticClass:"container",attrs:{"id":"div1"}},      [_c('img',{attrs:{"src":imgUrl}})])
}

  • 条件:使用三元表达式来创建不同的vnode节点
// 条件 const template =  `      <div>         <p v-if="flag === 'a'">A</p>         <p v-else>B</p>     </div>  `  with(this){return _c('div',[(flag === 'a')?_c('p',[_v("A")]):_c('p',[_v("B")])])}

  • 循环:通过 _l ( renderList )函数,传入数组或者对象,即可返回列表vnode
//循环 const template =  `      <ul>         <li v-for="item in list" :key="item.id">{{item.title}}</li>     </ul>  `  with(this){return _c('ul',_l((list),function(item){return _c('li',{key:item.id},[_v(_s(item.title))])}),0)}

  • 事件:on属性包含所有的事件绑定
//事件 const template =  `      <button @click="clickHandler">submit</button>  `  with(this){return _c('button',{on:{"click":clickHandler}},[_v("submit")])}

  • v-model:原理就是 value 的 attr 加 input 事件监听的语法糖 最后执行 render 函数,生成vnode
//v-model const template =  ` <input type="text" v-model="name"> `  //主要看 input 事件 with(this){return _c('input',{directives:[{name:"model",rawName:"v-model",value:(name),expression:"name"}],attrs:{"type":"text"},domProps:{"value":(name)},on:{"input":function($event){if($event.target.composing)return;name=$event.target.value}}})}

  • 总结

   模板编译的过程:模板编译为render函数,执行render函数后返回vnode

   之后再基于 vnode 执行 patchdiff 算法

   注意:使用webpack,vue-loader,会在开发环境编译模板,所以最后打包出来产生的代码就没有模板代码,全部都是 render 函数形式

  • render 函数:在vue组件中可以使用 render 代替 template,在某些复杂情况下,可以考虑使用render

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四、初次渲染与更新过程

  • 初次渲染:
  1. 首先解析模板为 render 函数(模板编译
  2. 触发响应式,监听data属性,设置getter、setter
  3. 执行 render 函数,生成 vnode,patch(elm,vnode)

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  • 更新过程:
  1. 修改 data,触发 setter(此前在getter中已被监听)
  2. 重新执行 render 函数,生成newVnode
  3. patch(vnode,newVnode) (diff算法)

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五、异步渲染--this$nextTick()

  vue组件是异步渲染的。代码没执行完,DOM不会立即渲染。this.$nextTick 会在DOM渲染完成时回调

  页面渲染时会将 data 的修改做一个整合,多次 data 的修改 最后只会渲染一个最终值    

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六、组件化

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  • MVC模式:单向绑定,即Model绑定到View,使用JS代码更新Model时,View就会自动更新

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  • MVVM模式:双向绑定,实现了View的变动,自动反映在VM,反之亦然。

    对于双向绑定的理解,就是用户更新了View,Model的数据也自动被更新了,这种情况就是双向绑定。

    再说细点,就是在单向绑定的基础上给可输入元素input、textare等添加了change(input)事件,(change事件触发,View的状态就被更新了)来动态修改model。

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  • MVC与MVVM的区别 

   MVC和MVVM的区别并不是VM完全取代了C,ViewModel存在目的在于抽离Controller中展示的业务逻辑而不是替代Controller

    其它视图操作业务等还是应该放在Controller中实现。也就是说MVVM实现的是业务逻辑组件的重用

    MVC中Controller演变成MVVM中的ViewModel

    MVVM通过数据来显示视图层而不是节点操作

    MVVM主要解决了MVC中大量的dom操作使页面渲染性能降低,加载速度变慢,影响用户体验等问题。

七、响应式

  • vue2:object.defineProperty()

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  • vue3:proxy

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引用: 

https://www.shouxicto.com/article/3298.html

https://juejin.cn/post/6995232345749979172#heading-2

https://juejin.cn/post/6995204870114377741

https://blog.csdn.net/gxll499294075/article/details/123667632

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