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）与重绘（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

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

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：

　　　　

　　　　　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

  　　   

• 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

　　     

• updateChildren函数：

　　　　原理：

　　　　针对新旧 children  定义四个index， oldStartIdx ， oldEndIdx ， newStartIdx ， newEndIdx ，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。

 　　　　

• 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

　　

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

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 patch 和 diff 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

　　　

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)

　　

• 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）

　　　

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　　　　

　　

六、组件化

　　

• 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

　　

• 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。

　　

• 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()

　　

　　

　　

• vue3：proxy

　　

　　

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