為什么需要虛擬DOM？

如果對(duì)前端工作進(jìn)行抽象的話，主要就是維護(hù)狀態(tài)和更新視圖，而更新視圖和維護(hù)狀態(tài)都需要DOM操作。其實(shí)近年來(lái)，前端的框架主要發(fā)展方向就是解放DOM操作的復(fù)雜性。

運(yùn)行js的速度是很快的，大量的操作DOM就會(huì)很慢，時(shí)常在更新數(shù)據(jù)后會(huì)重新渲染頁(yè)面，這樣造成在沒(méi)有改變數(shù)據(jù)的地方也重新渲染了DOM 節(jié)點(diǎn)，這樣就造成了很大程度上的資源浪費(fèi)。

在jQuery出現(xiàn)以前，我們直接操作DOM結(jié)構(gòu)，這種方法復(fù)雜度高，兼容性也較差。有了jQuery強(qiáng)大的選擇器以及高度封裝的API，我們可以更方便的操作DOM，jQuery幫我們處理兼容性問(wèn)題，同時(shí)也使DOM操作變得簡(jiǎn)單。

但是聰明的程序員不可能滿足于此，各種MVVM框架應(yīng)運(yùn)而生，有angularJS、avalon、vue.js等，MVVM使用數(shù)據(jù)雙向綁定，使得我們完全不需要操作DOM了，更新了狀態(tài)，視圖會(huì)自動(dòng)更新。更新了視圖數(shù)據(jù)狀態(tài)也會(huì)自動(dòng)更新，可以說(shuō)MVVM使得前端的開發(fā)效率大幅提升。但是其大量的事件綁定使得其在復(fù)雜場(chǎng)景下的執(zhí)行性能堪憂，有沒(méi)有一種兼顧開發(fā)效率和執(zhí)行效率的方案呢？由此引入Virtual DOM(虛擬DOM）。

利用在內(nèi)存中生成與真實(shí)DOM與之對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這個(gè)在內(nèi)存中生成的結(jié)構(gòu)稱之為虛擬DOM 。

當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，能夠智能地計(jì)算出重新渲染組件的最小代價(jià)并應(yīng)用到DOM操作上。

Virtual DOM 算法

所謂的 Virtual DOM 算法。包括幾個(gè)步驟：

1.用 JavaScript 對(duì)象結(jié)構(gòu)表示 DOM 樹的結(jié)構(gòu)；然后用這個(gè)樹構(gòu)建一個(gè)真正的 DOM 樹，插到文檔當(dāng)中；

2.當(dāng)狀態(tài)變更的時(shí)候，重新構(gòu)造一棵新的對(duì)象樹。然后用新的樹和舊的樹進(jìn)行比較，記錄兩棵樹差異；

3.把2所記錄的差異應(yīng)用到步驟1所構(gòu)建的真正的DOM樹上，視圖就更新了。

Virtual DOM 本質(zhì)上就是在 JS 和 DOM 之間做了一個(gè)緩存。可以類比 CPU 和硬盤，既然硬盤這么慢，我們就在它們之間加個(gè)緩存。

既然 DOM 這么慢，我們就在它們 JS 和 DOM 之間加個(gè)緩存。CPU（JS）只操作內(nèi)存（Virtual DOM），最后的時(shí)候再把變更寫入硬盤（DOM）。

所謂的virtual dom，也就是虛擬節(jié)點(diǎn)。它通過(guò)js的Object對(duì)象模擬DOM中的節(jié)點(diǎn)，然后再通過(guò)特定的render方法將其渲染成真實(shí)的DOM節(jié)點(diǎn) dom。diff 則是通過(guò)JS層面的計(jì)算，返回一個(gè)patch對(duì)象，即補(bǔ)丁對(duì)象，在通過(guò)特定的操作解析patch對(duì)象，完成頁(yè)面的重新渲染。

比較兩棵虛擬DOM樹的差異

比較兩棵DOM樹的差異是 Virtual DOM 算法最核心的部分，這也是所謂的 Virtual DOM 的 diff 算法。

兩個(gè)樹的完全的 diff 算法是一個(gè)時(shí)間復(fù)雜度為 O(n^3) 的問(wèn)題。但是在前端當(dāng)中，你很少會(huì)跨越層級(jí)地移動(dòng)DOM元素。所以 Virtual DOM 只會(huì)對(duì)同一個(gè)層級(jí)的元素進(jìn)行對(duì)比：

上面的div只會(huì)和同一層級(jí)的div對(duì)比，第二層級(jí)的只會(huì)跟第二層級(jí)對(duì)比。這樣算法復(fù)雜度就可以達(dá)到 O(n)。

在實(shí)際的代碼中，會(huì)對(duì)新舊兩棵樹進(jìn)行一個(gè)深度優(yōu)先的遍歷，這樣每個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)有一個(gè)唯一的標(biāo)記，如下圖所示：

Virtual DOM 算法實(shí)現(xiàn)

Virtual DOM 算法得實(shí)現(xiàn)主要是用三個(gè)函數(shù)：element，diff，patch。然后就可以實(shí)際的進(jìn)行使用，如下面代碼所示：

// 1. 構(gòu)建虛擬DOMvar tree = el(’div’, {’id’: ’container’}, [ el(’h1’, {style: ’color: blue’}, [’simple virtal dom’]), el(’p’, [’Hello, virtual-dom’]), el(’ul’, [el(’li’)])])// 2. 通過(guò)虛擬DOM構(gòu)建真正的DOMvar root = tree.render()document.body.appendChild(root)// 3. 生成新的虛擬DOMvar newTree = el(’div’, {’id’: ’container’}, [ el(’h1’, {style: ’color: red’}, [’simple virtal dom’]), el(’p’, [’Hello, virtual-dom’]), el(’ul’, [el(’li’), el(’li’)])])// 4. 比較兩棵虛擬DOM樹的不同var patches = diff(tree, newTree)// 5. 在真正的DOM元素上應(yīng)用變更patch(root, patches)

diff算法

用 三大策略 將O(n^3)復(fù)雜度 轉(zhuǎn)化為 O(n)復(fù)雜度

Web UI中DOM節(jié)點(diǎn)跨層級(jí)的移動(dòng)操作特別少，可以忽略不計(jì)。

擁有相同類的兩個(gè)組件 生成相似的樹形結(jié)構(gòu)，擁有不同類的兩個(gè)組件 生成不同的樹形結(jié)構(gòu)。

對(duì)于同一層級(jí)的一組子節(jié)點(diǎn)，通過(guò)唯一id區(qū)分。

tree diff

（1）通過(guò)updateDepth對(duì)Virtual DOM樹進(jìn)行層級(jí)控制。（2）對(duì)樹分層比較，兩棵樹只對(duì)同一層次節(jié)點(diǎn)進(jìn)行比較。如果該節(jié)點(diǎn)不存在時(shí)，則該節(jié)點(diǎn)及其子節(jié)點(diǎn)會(huì)被完全刪除，不會(huì)再進(jìn)一步比較。（3）只需遍歷一次，就能完成整棵DOM樹的比較。

diff只簡(jiǎn)單考慮同層級(jí)的節(jié)點(diǎn)位置變換，如果是跨層級(jí)的話，只有創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)和刪除節(jié)點(diǎn)的操作。

如上圖所示，以A為根節(jié)點(diǎn)的整棵樹會(huì)被重新創(chuàng)建，而不是移動(dòng)，因此官方建議不要進(jìn)行DOM節(jié)點(diǎn)跨層級(jí)操作，可以通過(guò)CSS隱藏、顯示節(jié)點(diǎn)，而不是真正地移除、添加DOM節(jié)點(diǎn)。

以上就是vue 虛擬DOM的原理的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于vue 虛擬DOM的資料請(qǐng)關(guān)注好吧啦網(wǎng)其它相關(guān)文章！