Vue更新使用的patch算法(diff算法)簡介

patch算法

1，是什麼
patch,中文翻譯爲“補丁”，vue更新時的patch算法，也就就是通過打補丁的形式充分利用原有的dom進行增加、刪除、移動的操作，從而避免了重新創建大量dom操作，進一步提升了性能。

2，當數據發生變化時，vue是怎麼更新節點的

要知道渲染真實DOM的開銷是很大的，比如有時候我們修改了某個數據，如果直接渲染到真實dom上會引起整個dom樹的重繪和重排(迴流)，有沒有可能我們只更新我們修改的那一小塊dom而不要更新整個dom呢？patch算法能夠幫助我們。

我們先根據真實DOM生成一顆virtual DOM，當virtual DOM某個節點的數據改變後會生成一個新的Vnode，然後Vnode和oldVnode作對比，發現有不一樣的地方就直接修改在真實的DOM上。

Vue中diff算法過程就是調用名爲patch函數

3. virtual DOM和真實DOM的區別？
virtual DOM是將真實的DOM的數據抽取出來，以對象的形式模擬樹形結構。比如dom是這樣的：

<div>
    <p>123</p>
</div>

對應的virtual DOM（僞代碼）：

var Vnode = {
    tag: 'div',
    children: [
        { tag: 'p', text: '123' }
    ]
};

（溫馨提示：VNode和oldVNode都是對象，一定要記住）

4. diff算法？
4.1，diff算法的比較時注意，只會在同級進行比較
在採取diff算法比較新舊節點的時候，比較只會在同層級進行, 不會跨層級比較。

//old
<div>
    <p>123</p>
</div>

//new
<div>
    <span>456</span>
</div>

上面的代碼會分別比較同一層的兩個div以及第二層的p和span，但是不會拿div和span作比較。在別處看到的一張很形象的圖：(diff算法只會在同級比較)

4.2 diff算法觸發過程
相信大家都知道，vue的雙向綁定，是通過重置Object.defineProperty中的get和set方法來進行數據劫持，進而觸發修改視圖操作。（而React則是通過setState方法手動觸發修改視圖的操作的).
所以當數據發生改變時，set方法會讓調用Dep.notify通知所有訂閱者Watcher，訂閱者就會調用patch方法給真實的DOM打補丁，更新相應的視圖。

4.3 patch算法的具體算法
第一步，patch函數接收兩個參數oldVnode和Vnode分別代表新舊節點的對象（形如：Vnode={type:’’,props:{},children:[ ]}）

function patch (oldVnode, vnode) {
    // some code
    if (sameVnode(oldVnode, vnode)) {
        patchVnode(oldVnode, vnode)
    } else {
        const oEl = oldVnode.el // 當前oldVnode對應的真實元素節點
        let parentEle = api.parentNode(oEl)  // 父元素
        createEle(vnode)  // 根據Vnode生成新元素
        if (parentEle !== null) {
            api.insertBefore(parentEle, vnode.el, api.nextSibling(oEl)) // 將新元素添加進父元素
            api.removeChild(parentEle, oldVnode.el)  // 移除以前的舊元素節點
            oldVnode = null
        }
    }
    // some code 
    return vnode
}

第二步，根據sameVnode方法，判斷兩節點是否值得比較，
值得比較則執行patchVnode，
不值得比較則用Vnode替換oldVnode,再渲染真實dom

//通過判斷key、標籤名、是否爲註釋、data等是否相等，來判斷是否有必要進行比較。

function sameVnode (a, b) {
  return (
    a.key === b.key &&  // key值
    a.tag === b.tag &&  // 標籤名
    a.isComment === b.isComment &&  // 是否爲註釋節點
    // 是否都定義了data，data包含一些具體信息，例如onclick , style
    isDef(a.data) === isDef(b.data) &&  
    sameInputType(a, b) // 當標籤是<input>的時候，type必須相同
  )
}

如果兩個節點都是一樣的，那麼就深入檢查他們的子節點。如果兩個節點不一樣那就說明Vnode完全被改變了，就可以直接替換oldVnode。

第三步，patchVnode
當我們確定兩個節點值得比較之後我們會對兩個節點指定patchVnode方法。那麼這個方法做了什麼呢？

patchVnode (oldVnode, vnode) {
    const el = vnode.el = oldVnode.el
    let i, oldCh = oldVnode.children, ch = vnode.children
    if (oldVnode === vnode) return
    if (oldVnode.text !== null && vnode.text !== null && oldVnode.text !== vnode.text) {
        api.setTextContent(el, vnode.text)
    }else {
        updateEle(el, vnode, oldVnode)
        if (oldCh && ch && oldCh !== ch) {
            updateChildren(el, oldCh, ch)
        }else if (ch){
            createEle(vnode) //create el's children dom
        }else if (oldCh){
            api.removeChildren(el)
        }
    }
}

這個函數做了以下事情：

• 找到對應的真實dom，稱爲el
• 判斷Vnode和oldVnode是否指向同一個對象，如果是，那麼直接return
• 如果他們都有文本節點並且不相等，那麼將el的文本節點設置爲Vnode的文本節點。
• 如果oldVnode有子節點而Vnode沒有，則刪除el的子節點
• 如果oldVnode沒有子節點而Vnode有子節點，則將Vnode的子節點真實化之後添加到el
• 如果兩者都有子節點，則執行updateChildren函數比較子節點，這一步很重要
  其他幾個點都很好理解，我們詳細來講一下updateChildren

第四步，updateChildren
這個函數做了什麼？

• 將Vnode的子節點Vch和oldVnode的子節點oldCh提取出來
• oldCh和vCh各有兩個頭尾的變量StartIdx和EndIdx，它們的2個變量相互比較，一共有4種比較方式。同時，一旦StartIdx>EndIdx表明oldCh和vCh至少有一個已經遍歷完了，就會結束比較。

圖解updateChildren(詳細的diff算法)
終於來到了這一部分，上面的總結相信很多人也看得一臉懵逼，下面我們好好說道說道。
粉紅色的部分爲oldCh（舊的vnode） 、黃色的部分爲vCh(新的vnode)

我們將它們取出來並分別用s和e指針指向它們的頭child和尾child

現在分別對oldS、oldE、S、E兩兩做sameVnode比較，有四種比較方式，當其中兩個能匹配上那麼真實dom中的相應節點會移到Vnode相應的位置，這句話有點繞，打個比方

• 如果是oldS和E匹配上了，那麼真實dom中的第一個節點會移到最後
• 如果是oldE和S匹配上了，那麼真實dom中的最後一個節點會移到最前，匹配上的兩個指針向中間移動
• 如果四種匹配沒有一對是成功的，那麼遍歷oldChild，S挨個和他們匹配，匹配成功就在真實dom中將成功的節點移到最前面，如果依舊沒有成功的，那麼將S對應的節點插入到dom中對應的oldS位置，oldS和S指針向中間移動。

再配個圖

• 第一步

oldS = a, oldE = d；
S = a, E = b;

oldS和S匹配，則將dom中的a節點放到第一個，已經是第一個了就不管了，此時dom的位置爲：a b d

• 第二步

oldS = b, oldE = d；
S = c, E = b;

oldS和E匹配，就將原本的b節點移動到最後，因爲E是最後一個節點，他們位置要一致，這就是上面說的：當其中兩個能匹配上那麼真實dom中的相應節點會移到Vnode相應的位置，此時dom的位置爲：a d b

• 第三步

oldS = d, oldE = d；
S = c, E = d;

oldE和E匹配，位置不變此時dom的位置爲：a d b

• 第四步

oldS++;
oldE--;
oldS > oldE;

遍歷結束，說明oldCh先遍歷完。就將剩餘的vCh節點根據自己的的index插入到真實dom中去，此時dom位置爲：a c d b

這個匹配過程的結束有兩種情況：
1，oldS > oldE表示oldCh先遍歷完，那麼就將多餘的vCh根據index添加到dom中去（如上圖）
2，S > E表示vCh先遍歷完，那麼就在真實dom中將區間爲 [oldS, oldE]的多餘節點刪掉

就這樣層層遞歸下去，直到將oldVnode和Vnode中的所有子節點比對完。

下面再舉一個例子，可以像上面那樣自己試着模擬一下

參考鏈接：https://www.cnblogs.com/wind-lanyan/p/9061684.html