Vue源码剖析(二) — Vue虚拟DOM
wkxk 前端攻城狮

虚拟 DOM 回顾

什么是虚拟 DOM

虚拟 DOM(Virtual DOM) 是使用 JavaScript 对象来描述 DOM,虚拟 DOM 的本质就是 JavaScript 对 象,使用 JavaScript 对象来描述 DOM 的结构。应用的各种状态变化首先作用于虚拟 DOM,最终映射 到 DOM。Vue.js 中的虚拟 DOM 借鉴了 Snabbdom,并添加了一些 Vue.js 中的特性,例如:指令和组 件机制。

Vue 1.x 中细粒度监测数据的变化,每一个属性对应一个 watcher,开销太大Vue 2.x 中每个组件对应一 个 watcher,状态变化通知到组件,再引入虚拟 DOM 进行比对和渲染

为什么要使用虚拟 DOM

  • 使用虚拟 DOM,可以避免用户直接操作 DOM,开发过程关注在业务代码的实现,不需要关注如 何操作 DOM,从而提高开发效率
  • 作为一个中间层可以跨平台,除了 Web 平台外,还支持 SSR、Weex。
  • 关于性能方面,在首次渲染的时候肯定不如直接操作 DOM,因为要维护一层额外的虚拟 DOM, 如果后续有频繁操作 DOM 的操作,这个时候可能会有性能的提升,虚拟 DOM 在更新真实 DOM 之前会通过 Diff 算法对比新旧两个虚拟 DOM 树的差异,最终把差异更新到真实 DOM

Vue.js 中的虚拟 DOM

  • 演示 render 中的 h 函数
    • h 函数就是 createElement()
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const vm = new Vue({
el: '#app',
render (h) {
// h(tag, data, children)
// return h('h1', this.msg)
// return h('h1', { domProps: { innerHTML: this.msg } })
// return h('h1', { attrs: { id: 'title' } }, this.msg)
const vnode = h(
'h1', {
attrs: { id: 'title' }
},
this.msg )
console.log(vnode)
return vnode
},
data: {
msg: 'Hello Vue'
}
})

虚拟 DOM 创建过程

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createElement

功能

createElement() 函数,用来创建虚拟节点 (VNode),我们的 render 函数中的参数 h,就是 createElement()

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render(h) {
// 此处的 h 就是 vm.$createElement
return h('h1', this.msg)
}

定义

在 vm._render() 中调用了,用户传递的或者编译生成的 render 函数,这个时候传递了 createElement

  • src/core/instance/render.js
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vm._c = (a, b, c, d) => createElement(vm, a, b, c, d, false)
// normalization is always applied for the public version, used in
// user-written render functions.
vm.$createElement = (a, b, c, d) => createElement(vm, a, b, c, d, true)

vm.*c vm.$createElement createElement vm.*c 在编译生成的 render 函数内部会调用,vm.$createElement 在用户传入的 render 函数内部调用。当用户传入 render 函数的时候,要对用户传入的参数做处理

  • src/core/vdom/create-element.js

执行完 createElement 之后创建好了 VNode,把创建好的 VNode 传递给 vm._update() 继续处理

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export function createElement (
context: Component,
tag: any,
data: any,
children: any,
normalizationType: any,
alwaysNormalize: boolean
): VNode | Array<VNode> {
// 判断第三个参数
// 如果 data 是数组或者原始值的话就是 children,实现类似函数重载的机制 if (Array.isArray(data) || isPrimitive(data)) {
normalizationType = children
children = data
data = undefined
}
if (isTrue(alwaysNormalize)) {
normalizationType = ALWAYS_NORMALIZE
}
return _createElement(context, tag, data, children, normalizationType)
}
export function _createElement (
context: Component,
tag?: string | Class<Component> | Function | Object,
data?: VNodeData,
children?: any,
normalizationType?: number
): VNode | Array<VNode> {
if (isDef(data) && isDef((data: any).__ob__)) {
......
return createEmptyVNode()
}
// object syntax in v-bind
if (isDef(data) && isDef(data.is)) {
tag = data.is
}
if (!tag) {
// in case of component :is set to falsy value
return createEmptyVNode()
}
......
// support single function children as default scoped slot
if (Array.isArray(children) &&
typeof children[0] === 'function'
){
data = data || {}
data.scopedSlots = { default: children[0] } children.length = 0
}// 去处理 children
if (normalizationType === ALWAYS_NORMALIZE) {
// 当手写 render 函数的时候调用
// 判断 children 的类型,如果是原始值的话转换成 VNode 的数组 // 如果是数组的话,继续处理数组中的元素
// 如果数组中的子元素又是数组(slot template),递归处理
// 如果连续两个节点都是字符串会合并文本节点
children = normalizeChildren(children)
} else if (normalizationType === SIMPLE_NORMALIZE) {
// 把二维数组转换为一维数组
// 如果 children 中有函数组件的话,函数组件会返回数组形式
// 这时候 children 就是一个二维数组,只需要把二维数组转换为一维数组 children = simpleNormalizeChildren(children)
}
let vnode, ns
// 判断 tag 是字符串还是组件
if (typeof tag === 'string') {
let Ctor
ns = (context.$vnode && context.$vnode.ns) ||
config.getTagNamespace(tag)
// 如果是浏览器的保留标签,创建对应的 VNode
if (config.isReservedTag(tag)) {
// platform built-in elements
vnode = new VNode(
config.parsePlatformTagName(tag), data, children,
undefined, undefined, context
)
} else if ((!data || !data.pre) && isDef(Ctor = resolveAsset(context.$options, 'components', tag))) {
// component
// 否则的话创建组件
vnode = createComponent(Ctor, data, context, children, tag)
} else {
// unknown or unlisted namespaced elements
// check at runtime because it may get assigned a namespace when its
// parent normalizes children
vnode = new VNode(
tag, data, children,
undefined, undefined, context
)
}
} else {
// direct component options / constructor
vnode = createComponent(tag, data, context, children)
}
if (Array.isArray(vnode)) {
return vnode
} else if (isDef(vnode)) {
if (isDef(ns)) applyNS(vnode, ns)
if (isDef(data)) registerDeepBindings(data)
return vnode
} else {
return createEmptyVNode()
}
}

update

功能

内部调用 vm.patch() 把虚拟 DOM 转换成真实 DOM

定义

  • src/core/instance/lifecycle.js
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Vue.prototype._update = function (vnode: VNode, hydrating?: boolean) {
const vm: Component = this
const prevEl = vm.$el
const prevVnode = vm._vnode
const restoreActiveInstance = setActiveInstance(vm)
vm._vnode = vnode
// Vue.prototype.__patch__ is injected in entry points
// based on the rendering backend used.
if (!prevVnode) {
// initial render
vm.$el = vm.__patch__(vm.$el, vnode, hydrating, false /* removeOnly
*/)
} else {
// updates
vm.$el = vm.__patch__(prevVnode, vnode)
}
restoreActiveInstance()
// update __vue__ reference
if (prevEl) {
prevEl.__vue__ = null
}
if (vm.$el) {
vm.$el.__vue__ = vm
}
// if parent is an HOC, update its $el as well
if (vm.$vnode && vm.$parent && vm.$vnode === vm.$parent._vnode) {
vm.$parent.$el = vm.$el
}
// updated hook is called by the scheduler to ensure that children are
// updated in a parent's updated hook.
}

patch 函数初始化 功能

对比两个 VNode 的差异,把差异更新到真实 DOM。如果是首次渲染的话,会把真实 DOM 先转换成 VNode

Snabbdom patch 函数的初始化

  • src/snabbdom.ts
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export function init (modules: Array<Partial<Module>>, domApi?: DOMAPI) {
return function patch (oldVnode: VNode | Element, vnode: VNode): VNode {
}
}
  • vnode
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export function vnode (sel: string | undefined,
data: any | undefined,
children: Array<VNode | string> | undefined,
text: string | undefined,
elm: Element | Text | undefined): VNode {
const key = data === undefined ? undefined : data.key
return { sel, data, children, text, elm, key }
}

Vue.js patch 函数的初始化

  • src/platforms/web/runtime/index.js
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import { patch } from './patch'
Vue.prototype.__patch__ = inBrowser ? patch : noop
  • src/platforms/web/runtime/patch.js
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import * as nodeOps from 'web/runtime/node-ops'
import { createPatchFunction } from 'core/vdom/patch'
import baseModules from 'core/vdom/modules/index'
import platformModules from 'web/runtime/modules/index'
// the directive module should be applied last, after all
// built-in modules have been applied.
const modules = platformModules.concat(baseModules)
export const patch: Function = createPatchFunction({ nodeOps, modules })
  • src/core/vdom/patch.js
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export function createPatchFunction (backend) {
let i, j
const cbs = {}
const { modules, nodeOps } = backend
// 把模块中的钩子函数全部设置到 cbs 中,将来统一触发 // cbs --> { 'create': [fn1, fn2], ... }
for (i = 0; i < hooks.length; ++i) {
cbs[hooks[i]] = []
for (j = 0; j < modules.length; ++j) {
if (isDef(modules[j][hooks[i]])) {
cbs[hooks[i]].push(modules[j][hooks[i]])
}
}
}
......
......
......
return function patch (oldVnode, vnode, hydrating, removeOnly) {
}
}

patch 函数执行过程

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function patch (oldVnode, vnode, hydrating, removeOnly) { // 如果没有 vnode 但是有 oldVnode,执行销毁的钩子函数
if (isUndef(vnode)) {
if (isDef(oldVnode)) invokeDestroyHook(oldVnode)
return
}
let isInitialPatch = false
const insertedVnodeQueue = []
if (isUndef(oldVnode)) {
// 如果没有 oldVnode,创建 vnode 对应的真实 DOM
// empty mount (likely as component), create new root element
isInitialPatch = true
createElm(vnode, insertedVnodeQueue)
} else {
// 判断当前 oldVnode 是否是 DOM 元素(首次渲染)
const isRealElement = isDef(oldVnode.nodeType)
if (!isRealElement && sameVnode(oldVnode, vnode)) {
// 如果不是真实 DOM,并且两个 VNode 是 sameVnode,这个时候开始执行 Diff
// patch existing root node
patchVnode(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, null, null,
removeOnly)
} else {
if (isRealElement) {
// mounting to a real element
// check if this is server-rendered content and if we can perform
// a successful hydration.
if (oldVnode.nodeType === 1 && oldVnode.hasAttribute(SSR_ATTR)) {
oldVnode.removeAttribute(SSR_ATTR)
hydrating = true
}
......
// either not server-rendered, or hydration failed.
// create an empty node and replace it
oldVnode = emptyNodeAt(oldVnode)
}
// replacing existing element
const oldElm = oldVnode.elm
const parentElm = nodeOps.parentNode(oldElm)
// create new node
createElm(
vnode,
insertedVnodeQueue,
// extremely rare edge case: do not insert if old element is in a
// leaving transition. Only happens when combining transition +
// keep-alive + HOCs. (#4590)
oldElm._leaveCb ? null : parentElm,
nodeOps.nextSibling(oldElm)
)
// update parent placeholder node element, recursively
if (isDef(vnode.parent)) {
let ancestor = vnode.parent
const patchable = isPatchable(vnode)
while (ancestor) {
for (let i = 0; i < cbs.destroy.length; ++i) {
cbs.destroy[i](ancestor)
}
ancestor.elm = vnode.elm
if (patchable) {
for (let i = 0; i < cbs.create.length; ++i) {
cbs.create[i](emptyNode, ancestor)
}
// #6513
// invoke insert hooks that may have been merged by create
// e.g. for directives that uses the "inserted" hook.
const insert = ancestor.data.hook.insert
if (insert.merged) {
// start at index 1 to avoid re-invoking component mounted
for (let i = 1; i < insert.fns.length; i++) {
insert.fns[i]()
}
}
} else {
registerRef(ancestor)
}
ancestor = ancestor.parent
}
}
// destroy old node
if (isDef(parentElm)) {
removeVnodes(parentElm, [oldVnode], 0, 0)
} else if (isDef(oldVnode.tag)) {
invokeDestroyHook(oldVnode)
}
}
}
invokeInsertHook(vnode, insertedVnodeQueue, isInitialPatch)
return vnode.elm
}

createElm

把 VNode 转换成真实 DOM,插入到 DOM 树上

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function createElm (
vnode,
insertedVnodeQueue,
parentElm,
refElm,
nested,
ownerArray,
index
){
if (isDef(vnode.elm) && isDef(ownerArray)) {
// This vnode was used in a previous render!
// now it's used as a new node, overwriting its elm would cause
// potential patch errors down the road when it's used as an insertion
// reference node. Instead, we clone the node on-demand before creating
// associated DOM element for it.
vnode = ownerArray[index] = cloneVNode(vnode)
}
vnode.isRootInsert = !nested // for transition enter check
if (createComponent(vnode, insertedVnodeQueue, parentElm, refElm)) {
return
}
const data = vnode.data
const children = vnode.children
const tag = vnode.tag
if (isDef(tag)) {
if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
if (data && data.pre) {
creatingElmInVPre++
}
if (isUnknownElement(vnode, creatingElmInVPre)) {
warn(
'Unknown custom element: <' + tag + '> - did you ' +
'register the component correctly? For recursive components, ' +
'make sure to provide the "name" option.',
vnode.context
)
}
}
vnode.elm = vnode.ns
? nodeOps.createElementNS(vnode.ns, tag)
: nodeOps.createElement(tag, vnode)
setScope(vnode)
/* istanbul ignore if */
if (__WEEX__) {
......
} else {
createChildren(vnode, children, insertedVnodeQueue)
if (isDef(data)) {
invokeCreateHooks(vnode, insertedVnodeQueue)
}
insert(parentElm, vnode.elm, refElm)
}
if (process.env.NODE_ENV !== 'production' && data && data.pre) {
creatingElmInVPre--
}
} else if (isTrue(vnode.isComment)) {
vnode.elm = nodeOps.createComment(vnode.text)
insert(parentElm, vnode.elm, refElm)
} else {
vnode.elm = nodeOps.createTextNode(vnode.text)
insert(parentElm, vnode.elm, refElm)
}
}

patchVnode

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function patchVnode (
oldVnode,
vnode,
insertedVnodeQueue,
ownerArray,
index,
removeOnly
){
// 如果新旧节点是完全相同的节点,直接返回
if (oldVnode === vnode) {
return
}
if (isDef(vnode.elm) && isDef(ownerArray)) {
// clone reused vnode
vnode = ownerArray[index] = cloneVNode(vnode)
}
const elm = vnode.elm = oldVnode.elm
......
// 触发 prepatch 钩子函数
let i
const data = vnode.data
if (isDef(data) && isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.prepatch)) {
i(oldVnode, vnode)
}
// 获取新旧 VNode 的子节点
const oldCh = oldVnode.children
const ch = vnode.children
// 触发 update 钩子函数
if (isDef(data) && isPatchable(vnode)) {
for (i = 0; i < cbs.update.length; ++i) cbs.update[i](oldVnode,vnode)
if (isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.update)) i(oldVnode, vnode)
}
// 如果 vnode 没有 text 属性(说明有可能有子元素)
if (isUndef(vnode.text)) {
if (isDef(oldCh) && isDef(ch)) {
// 如果新旧节点都有子节点并且不相同,这时候对比和更新子节点 if (oldCh !== ch)
updateChildren(elm, oldCh, ch,insertedVnodeQueue, removeOnly)
} else if (isDef(ch)) {
if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
checkDuplicateKeys(ch)
}
// 如果新节点有子节点,并且旧节点有 text
// 清空旧节点对应的真实 DOM 的文本内容
if (isDef(oldVnode.text)) nodeOps.setTextContent(elm, '')
// 把新节点的子节点添转换成真实 DOM,添加到 elm
addVnodes(elm, null, ch, 0, ch.length - 1, insertedVnodeQueue)
} else if (isDef(oldCh)) {
// 如果旧节点有子节点,新节点没有子节点
// 移除所有旧节点对应的真实 DOM
removeVnodes(elm, oldCh, 0, oldCh.length - 1)
} else if (isDef(oldVnode.text)) {
// 如果旧节点有 text,新节点没有子节点和 text
nodeOps.setTextContent(elm, '')
}
} else if (oldVnode.text !== vnode.text) {
// 如果新节点有 text,并且和旧节点的 text 不同 // 直接把新节点的 text 更新到 DOM 上 nodeOps.setTextContent(elm, vnode.text)
}
// 触发 postpatch 钩子函数 if (isDef(data)) {
if (isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.postpatch)) i(oldVnode,vnode)
}
}

updateChildren

updateChildren 和 Snabbdom 中的 updateChildren 整体算法一致,这里就不再展开了。我们再来看 下它处理过程中 key 的作用,再 patch 函数中,调用 patchVnode 之前,会首先调用 sameVnode()判 断当前的新老 VNode 是否是相同节点,sameVnode() 中会首先判断 key 是否相同。

  • 通过下面代码来体会 key 的作用
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<div id="app">
<button @click="handler">按钮</button>
<ul>
<li v-for="value in arr">{{value}}</li>
</ul>
</div>
<script src="../../dist/vue.js"></script>
<script>
const vm = new Vue({
el: '#app',
data: {
arr: ['a', 'b', 'c', 'd']
},
methods: {
handler () {
this.arr = ['a', 'x', 'b', 'c', 'd']
}
} })
</script>
  • 当没有设置 key 的时候

在 updateChildren 中比较子节点的时候,会做三次更新 DOM 操作和一次插入 DOM 的操作

  • 当设置 key 的时候

在 updateChildren 中比较子节点的时候,因为 oldVnode 的子节点的 b,c,d 和 newVnode 的 x,b,c 的 key 相同,所以只做比较,没有更新 DOM 的操作,当遍历完毕后,会再把 x 插入到 DOM 上DOM 操 作只有一次插入操作。

总结

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  • Post title:Vue源码剖析(二) — Vue虚拟DOM
  • Post author:wkxk
  • Create time:2021-04-23 15:36:27
  • Post link:http://www.iwkxk.com/2021/04/23/Vue虚拟DOM/
  • Copyright Notice:All articles in this blog are licensed under BY-NC-SA unless stating additionally.
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