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Vue 虚拟DOM和DIff算法

java 2025/5/5 11:14:36

一. 什么是虚拟DOM?

虚拟DOM(Virtual DOM), 本质上是用js对象来描述DOM结构的树形数据,然后再通过特定的render方法将其渲染成真是的DOM

它的主要作用是:

减少直接操作真实DOM带来的性能开销
通过比较新旧虚拟DOM差异,只对变化的部分进行最小化更新

通俗理解:

虚拟DOM就是"用对象模拟HTML结构",每次状态变更先修改对象,最后再批量同步到页面上

二.为什么需要虚拟DOM ?

减少DOM操作频率; 浏览器DOM操作是昂贵的(重排,重绘),虚拟DOM允许我们"批量修改",
跨平台: 虚拟DOM并不依赖浏览器DOM,本质是纯对象,可用于SSR,原生渲染等
提高渲染性能: 通过diff算法,可以最小化更新真实DOM,提升性能

三.虚拟DOM与真实DOM的区别

项目	虚拟 DOM（VNode）	真实 DOM（DOM Element）
本质	JS 对象（树）	浏览器提供的 HTML 节点（树）
创建开销	非常小，内存中构建	较大，操作会触发浏览器重排和重绘
渲染位置	内存中	显示在网页上
修改方式	对象属性直接修改	需要调用原生 DOM API
依赖平台	与平台无关（跨平台）	依赖浏览器 DOM API

1.虚拟dom

const vnode = {tag: 'div',data: { id: 'app' },children: [{ tag: 'p', data: {}, children: [], text: 'Hello' },{ tag: 'button', data: {}, children: [], text: 'Click me' }],text: undefined,elm: undefined
}

tag: 标签名
data: 表示该标签的属性(如id)
children 表示子元素
text 表示文本内容
elm 用于存储实际的DOM元素引用

2.真实的dom

<div id="app"><p>Hello</p><button>Click me</button>
</div>

四.Diff 算法 : 虚拟DOM更新的核心

1.为什么需要Diff算法?

每当数据发生变化时,Vue会重新渲染组件并生成一个新的虚拟DOM树,然后,Vue会比较新旧虚拟DOM树之间的差异,计算出最小化的DOM更新(这个过程叫做DIff),这样做的目的是以避免频繁地操真实DOM,减少重排和重绘,提升性能

DIff的核心思想

Vue的DIff算法通过一下几个核心思想来高效比较新旧Vnode树:

同层比较: Vue会在同一层级上进行比较,而不会跨层比较,这意味着Vue会首先比较根节点,接着比较每个子节点,
双端比较: Vue的Diff算法通过从两端开始对比(即从头和尾同时对比)来最大化复用节点,这样可以减少不必要的比较
复用节点: 只有当新旧节点是同类型(sameVnode)是,Vue才会尝试复用旧的DOM元素,否则就会销毁旧节点并创建新节点
最小化更新: 通过计算出差异后,Vue只更新那些发生变化的部分,而不是重新渲染整个DOM树

同层比较与双端比较

Vue的Diff算法先比较两个虚拟DOM树的根节点,然后从根节点触发,依次比较左右子节点,采用"双端对比"的策略,即:

1. 从头开始比较: 比较oldStart和newStart;

2. 从尾开始比较: 比较oldEnd和newEnd;

3. 尝试优化节点的复用,最小化DOM操作.

具体流程

更新触发: 当响应式数据发生变化时,Vue会触发相应的Watcher
重新渲染: Watcher会触发render( ),生成新的虚拟DOM(VNode)
Diff比较: Vue将新的VNode和旧的Vnode进行比对,使用DIff算法计算最小的变化;
Patch更新: 计算出差异后,Vue会通过patch操作将差异应用到真实DOM上

2.同一个虚拟节点(sameVnde)判断

function sameVnode(a,b){return a.key===b.key && a.tag===b.tag 
}

key: 当Vnode的key一样是,表示它们是同一类型的节点,Vue可以复用这个节点
tag: tag相同表示它们是相同类型的元素(如div,p,button等)

3.Vnode和真实DOM更新过程Patch函数

Vue在执行更新时,会通过patch函数来进行DOm的更新,patch函数的核心就是对比新旧虚拟DOM节点的差异,然后通过最小化更新来优化DOM操作

function patch(oldVnode, vnode) {if (!sameVnode(oldVnode, vnode)) {const parent = oldVnode.elm.parentNode;const newElm = createElm(vnode);parent.insertBefore(newElm, oldVnode.elm);parent.removeChild(oldVnode.elm);} else {patchVnode(oldVnode, vnode);}
}

sameVnode: 首先判断是否是同一个节点
patchVnode: 如果是同一个节点,则执行节点的属性,文本,子节点等的更新
createElm: 如果节点类型不同,Vue会销毁旧节点并创建新节点