Vue源码之虚拟DOM

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什么是虚拟ＤＯＭ

虚拟DOM是随着时代发展而诞生的产物。

在web早期，都是命令式的操作DOM，虽然简单好用，但是不会维护。

现在，三大主流框架都是声明式的操作DOM，通过描述状态和DOM之间的映射关系，来渲染成视图。状态怎么生成视图，不需要你来关心，框架会帮你搞定。

当某个状态发生改变时，如何只更新与这个状态相关联的DOM节点。

虚拟DOM的解决方式是：根据状态生成一个虚拟节点树，然后使用虚拟节点树进行渲染。在渲染前会将新的虚拟节点树和旧的虚拟节点树进行对比，只渲染不同的地方。

虚拟节点树是由组件树建立起来的整个虚拟节点（vnode）树。

vnode是JavaScript中一个很普通的对象，这个对象上保存了生成DOM节点需要的一些数据。

为什么要引入虚拟DOM

在Angular和 React中，它们只知道有状态（state）变化了，但是不是到具体是哪个或者哪些状态（state）变化了，所以就需要进行比较暴力的对比，React是通过虚拟Dom进行对比，Angular是使用脏检查流程。

Vue的变化侦测和这两个都不一样，Vue在一定程度是知道哪些状态发生了变化。但是如果细粒度太细，每一个绑定都会有一个watcher实例来观察状态的变化，这样就会有一些内存开销以及一些依赖追踪的开销。当状态越多的节点被使用时，开销就越大。

因此在Vue2把细粒度调整到中，组件级别是一个watcher实例，不管组件内部使用了多少次，因此当状态变化时，只通知到组件，在组件内部使用虚拟DOM去进行对比更新。

Vue.js 中的虚拟DOM

在vue中使用模板来描述状态和DOM之间的映射关系，根据模板生成render渲染函数，执行render渲染函数生成虚拟节点树，然后再与旧的虚拟节点树对比，最后渲染DOM。

虚拟DOM在vue中主要做了两件事：

• 提供与真实DOM相对应的vnode
• 把新的虚拟节点树和旧的虚拟节点树进行对比，更新不同的地方

对两个虚拟节点进行对比是整个虚拟DOM中最核心的算法，它可以判断出那个节点发生了变更，从而只更新变更的节点。

vnode

Vue 中有一个 VNode 类，可以实例化不同类型的 vnode，不同类型的 vnode 表示不同类型的 DOM 元素：

class VNode {
  tag: string | void;
  data: VNodeData | void;
  children: ?Array<VNode>;
  text: string | void;
  elm: Node | void;
  ns: string | void;
  context: Component | void; // rendered in this component's scope
  key: string | number | void;
  componentOptions: VNodeComponentOptions | void;
  componentInstance: Component | void; // component instance
  parent: VNode | void; // component placeholder node

  // strictly internal
  raw: boolean; // contains raw HTML? (server only)
  isStatic: boolean; // hoisted static node
  isRootInsert: boolean; // necessary for enter transition check
  isComment: boolean; // empty comment placeholder?
  isCloned: boolean; // is a cloned node?
  isOnce: boolean; // is a v-once node?
  asyncFactory: Function | void; // async component factory function
  asyncMeta: Object | void;
  isAsyncPlaceholder: boolean;
  ssrContext: Object | void;
  fnContext: Component | void; // real context vm for functional nodes
  fnOptions: ?ComponentOptions; // for SSR caching
  devtoolsMeta: ?Object; // used to store functional render context for devtools
  fnScopeId: ?string; // functional scope id support

  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
  }
}

简单的说，vnode 可以理解为节点描述对象，描述了怎么去创建一个真实的DOM，DOM元素上的所有属性堵在 vnode 上有对应的属性。

vnode 表示一个真正的 DOM 元素所有真实的 DOM 元素都使用 vnode 创建，并插入到视图中去。

vnode的作用

每次渲染视图时，都会创建新的 vnode ，与旧的 vnode 进行对比，找出不一样的地方并更新。

Vue 目前采用的是中等密度的细粒度，当状态变化时，只会通知到组件，在组件内部使用虚拟DOM来渲染视图。

也就是说只要组件内部有一个状态发生了改变了，整个组件都会重新渲染。如果组件只变化了一个节点，却要重新渲染所有的节点，这会造成性能浪费。

因此对比新旧 vnode ，只更新不同的部分，就显得尤为重要。

VNode的类型

• 注释节点

  export const createEmptyVNode = (text: string = '') => {
    const node = new VNode()
    node.text = text
    node.isComment = true
    return node
  }

• 文本节点

  export function createTextVNode (val: string | number) {
    return new VNode(undefined, undefined, undefined, String(val))
  }

• 元素节点

  元素节点通常包括一下4种属性：

  • tag 节点名称，例如：div
  • data 节点数据，例如：class style
  • children 当前节点的子节点列表
  • context 当前组件的Vue实例

• 组件节点

  和元素节点差不多，有两个特有属性：

  • componentOptions 组件节点的选项参数，包括：propsData、tag、children
  • componentInstance 组件实例。在 Vue 中每个组件都是一个Vue实例。

• 函数式节点

  和组件节点类似，有两个特有属性：

  • functionalContext
  • functionalOptions

• 克隆节点

  克隆节点是将现有节点的所有属性都复制到新节点下面，直接复用现有的 vnode ，出了首次渲染外，后续更新都不需要执行渲染函数生成相同的 vnode ，从而提升一定程度的性能。

  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
    cloned.isCloned = true
    return cloned
  }

总结：

在 Vue 中，VNode 是一个类，不同类型的 VNode 实例代表不同类型的元素节点。

Vue2 对状态的侦测策略采用了中等粒度，当状态发生变化时，只会通知到组件，组件内部再使用虚拟DOM进行更新。组件内不是所有的节点都需要更新，所以将渲染函数新生成的 vnode 和旧的 vnode 进行对比，只更新不同的部分。

下一篇会介绍虚拟DOM最核心的算法：patch。