Vue 进阶 [八] Vue 源码剖析 02 批量异步更新虚拟DOM Diff 算法_综合

想多记录一点东西，好像有点不知道怎么怎么总结了，今天听了完了一节Vue 课程，主要关于Vue 异步更新策略及虚拟Dom 是源码的剖析，因为没有太专注可能还得捋一捋，或者全部看完之后再回头看。

Vue 高效的秘诀是批量异步更新和虚拟DOM

Vue批量异步更新策略

概述

项目中有很多组件，每个组件代表了一个watcher 实例，在一个更新周期指的是事件循环这次的更新周期之内，可能有好多数据都发生变化了，因此也可能会有很多各组件需要更新，那么此时比较好的方法就是把这些组件一起批量的进行更新，全部更新之后在浏览器一下子刷新页面。这样的效果和用户体验都是比较好的。

简要流程图如下：

以上涉及到几个概念在之前 JS异步机制中也曾学习过 JavaScript 知识梳理 [五] JS执行机制，此处再做简要介绍

事件循环（Event Loop ）：事件循环其实是浏览器的一套工作机制，是浏览器为了协调事件处理，脚本执行，网络请求和渲染等任务而制定的一套工作机制。

宏任务：代表一个离散的，独立的工作单元 ，浏览器在完成一个宏任务，在下一个宏任务执行开始前，会对页面进行重新渲染。主要包括创建主文档对象，解析HTML，执行主线程JS代码，以及各种事件，如页面加载，输入，网络事件和定时器等。

微任务：微任务是更小的任务，是当前宏任务执行结束后立即执行的任务。 如果存在微任务，浏览器会清空微任务之后再重新渲染。微任务的例子有promise回调函数，DOM 发生变化等。

VUE 中的具体实现

异步：只要侦听到数据变化，Vue 将开启一个队列，并缓冲在同一事件循环中发生的所有数据变

更。

批量：如果同一个 watcher 被多次触发，只会被推入到队列中一次。去重对于避免不必要的计算

和 DOM 操作是非常重要的。然后，在下一个的事件循环“tick”中，Vue 刷新队列执行实际工作。

异步策略：Vue 在内部对异步队列尝试使用原生的 Promise.then 、 MutationObserver 和

setImmediate ，如果执行环境不支持，则会采用 setTimeout(fn, 0) 代替。

Q：vue 源码应该从哪里开始看呢？

A：在 Observer index.js defineReactive 中，当数据发生变化会调用dep.notify() 方法，进行通知更新，其实就是调用dep 肚子中所有的watcher 的update 方法。因此应该从watcher.js中的update 方法开始。

update() core\observer\watcher.js

dep.notify()之后watcher执行更新，执行入队操作

 update () {/* istanbul ignore else */if (this.lazy) {this.dirty = true} else if (this.sync) {this.run()} else {queueWatcher(this)}}

queueWatcher(this):是把自己入队，在此方法中首先做的是去重，本身不存在才入队，因为在一个组件里有好多key 可能同时发生变化，但是这个组件对应的watcher 都是一个，所以他只能进去一次。

export function queueWatcher(watcher: Watcher) {const id = watcher.id// 去重 不存在才入队if (has[id] == null) {has[id] = trueif (!flushing) {queue.push(watcher)} else {// if already flushing, splice the watcher based on its id// if already past its id, it will be run next immediately.let i = queue.length - 1while (i > index && queue[i].id > watcher.id) {i--}queue.splice(i + 1, 0, watcher)}// queue the flushif (!waiting) {waiting = trueif (process.env.NODE_ENV !== 'production' && !config.async) {flushSchedulerQueue()return}// 异步的刷新队列nextTick(flushSchedulerQueue)}}
}

在入队后执行的代码是 nextTick(flushSchedulerQueue),flushSchedulerQueue 会循环执行肚子里所有的watcher，在nextTick 方法中，异步的函数是timerFunc,在该函数中启动了微任务。

  timerFunc = () => {// 启动一个微任务p.then(flushCallbacks)// In problematic UIWebViews, Promise.then doesn't completely break, but// it can get stuck in a weird state where callbacks are pushed into the// microtask queue but the queue isn't being flushed, until the browser// needs to do some other work, e.g. handle a timer. Therefore we can// "force" the microtask queue to be flushed by adding an empty timer.if (isIOS) setTimeout(noop)}

有一些判断其实在 timerFunc 函数汇总是启动了一个微任务，因此在一次宏任务完成之后，在清空微任务的时候就会调用 flushcallbacks ,尝试把队列中的watcher 全部刷新一遍。

小测验

以下是一个简单的例子明确看到vue的异步更新。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en"><head><meta charset="UTF-8"><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"><title>异步更新</title><script src="../../dist/vue.min.js"></script>
</head><body><div id="demo"><h1>异步更新</h1><p id="p1">{
    {foo}}</p></div><script>// 创建实例const app = new Vue({el: '#demo',data: {foo: 'ready'},mounted() {setInterval(() => {this.foo = Math.random()this.foo = Math.random()this.foo = Math.random()// 异步行为 此时页面的内容是没有变的// 以上数据的改变只是让watcher 入队而已，还没有进行dom 的更新，因此体现了 dom 的更新是异步的。那么批量性怎么体现的哪，因为foo 的值 有三次改变 而dom  中最终展示的是第三次的值。//   debuggerconsole.log('111', p1.innerHTML)debuggerthis.$nextTick(() => {// 此处才是最新的值  console.log('nextTick', p1.innerHTML)})}, 3000);}})</script>
</body></html>

虚拟DOM和Diff算法

概念

虚拟DOM（Virtual DOM ）是对DOM的JS抽象表示，它们是JS对象，能够描述DOM结构和关系，应用的各种状态变化会作用于虚拟DOM，组中映射到DOM上。

体验虚拟DOM

vue 中虚拟dom 的patch 用到了snabbdom ,因此自行引入此库进行熟悉使用

<!DOCTYPE html>
<html lang="en"><head><meta charset="UTF-8"><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"><title>使用snabbdom 实现dom 更新操作</title>
</head><body><div id="app"></div><script src="node_modules/snabbdom/dist/snabbdom.js"></script><script src="node_modules/snabbdom//dist//snabbdom-style.js"></script><script>// 响应式const obj = {}const {init,h} = snabbdom// 获取patch 函数 ,对比两个虚拟dom ,执行dom 操作const patch = init([snabbdom_style.default])let vnode // 保存之前旧的虚拟domfunction defineReactive(obj, key, val) {//对传入obj 进行访问拦截// 在每次执行defineReactive 时候，其实形成了一个闭包，因为在内部保留了一个内部作用域的变量 就是valueObject.defineProperty(obj, key, {get() {console.log('get', key)return val;},set(newVal) {if (newVal !== val) {console.log('set' + key + ":" + newVal)val = newVal// 增加更新函数 因为数据变化要更新到视图上update()}}})}// 使用虚拟dom 做更新function update() {// // 以下是最简单的视图更新// app.innerText = obj.foovnode = patch(vnode, h('div#app', {style: {color: "red"}},obj.foo))}// defineReactive(obj, 'foo', '')// obj.foo = new Date().toLocaleTimeString()defineReactive(obj, 'foo', new Date().toLocaleTimeString())//执行初始化vnode = patch(app, h('div#app', obj.foo)) // 这种方式创建了一个虚拟domconsole.log(vnode)setInterval(() => {obj.foo = new Date().toLocaleTimeString()}, 1000);</script>
</body></html>

优点

虚拟DOM 轻量、快速：当他们发生变化时通过新旧虚拟DOM的比对可以得到最小DOM操作量，从而提升性能

patch(vnode, h('div#app', obj.foo))

跨平台：将虚拟dom更新转换为不同运行时特殊操作实现跨平台

const patch = init([snabbdom_style.default])

patch(vnode, h('div#app', { style:{ color:'red'}}, obj.foo))

兼容性:还可以加入兼容性代码增强操作的兼容性。

必要性（其实该研究研究Vue3.0 了）

vue 1.0 中有细粒度的数据变化侦测，它是不需要虚拟 DOM 的，但是细粒度造成了大量开销，这对于大

型项目来说是不可接受的。因此， vue 2.0 选择了中等粒度的解决方案，每一个组件一个 watcher 实例，

这样状态变化时只能通知到组件，再通过引入虚拟 DOM 去进行比对和渲染。

整体流程

Q：虚拟DOM相关的源码应该从哪里开始？

A： mountComponent() core/instance/lifecycle.js

Q：为什么从这里开始？

A：因为lifecycle.js 文件里定义了一个方法叫做 mountComponent(),在此方法中也就是用户$mount 时，定义了方法updateComponent,而且在下面定义了一个watcher，把定义的updateComponent 方法传进去了，结合之前的梳理，watcher 执行run，执行更新函数的updateComponent方法，内部执行update ，会计算虚拟dom，重新计算更新。

  //用户$mount()时，定义updateComponentupdateComponent = () => {vm._update(vm._render(), hydrating)}

_render core/instance/render.js

生成虚拟dom ，render()函数计算除了最新的虚拟dom ,update 则是让render 函数计算出来的虚拟dom 变成真实dom 。

_update core\instance\lifecycle.js

update负责更新dom，转换vnode为dom

__patch__() platforms/web/runtime/index.js

__patch__ 是在平台特有代码中指定的

patch获取

patch 是 createPatchFunction 的返回值，传递 nodeOps 和 modules 是 web 平台特别实现

export function createPatchFunction(backend) {let i, jconst cbs = {}const {modules,nodeOps} = backend

platforms\web\runtime\node-ops.js

定义各种原生 dom 基础操作方法

platforms\web\runtime\modules\index.js

modules 定义了属性更新实现

整体顺序：

watcher.run() => componentUpdate() => render() => update() => patch()

patch实现

patch core\vdom\patch.js

首先进行树级别比较，可能有三种情况：增删改。

new VNode不存在就删；

old VNode不存在就增；

都存在就执行diffff执行更新

patchVnode

比较两个 VNode ，包括三种类型操作： 属性更新、文本更新、子节点更新

具体规则如下：

1. 新老节点均有 children 子节点，则对子节点进行 diffff 操作，调用 updateChildren

2. 如果 老节点没有子节点而新节点有子节点 ，先清空老节点的文本内容，然后为其新增子节点。

3. 当 新节点没有子节点而老节点有子节点 的时候，则移除该节点的所有子节点。

4. 当 新老节点都无子节点 的时候，只是文本的替换

updateChildren

updateChildren 主要作用是用一种较高效的方式比对新旧两个 VNode 的 children 得出最小操作补丁。执

行一个双循环是传统方式， vue 中针对 web 场景特点做了特别的算法优化，我们看图说话：

在新老两组 VNode 节点的左右头尾两侧都有一个变量标记，在 遍历过程中这几个变量都会向中间靠拢 。

当 oldStartIdx > oldEndIdx 或者 newStartIdx > newEndIdx 时结束循环。

下面是遍历规则：

首先， oldStartVnode 、 oldEndVnode 与 newStartVnode 、 newEndVnode 两两交叉比较 ，共有 4 种比较

方法。

当 oldStartVnode 和 newStartVnode 或者 oldEndVnode 和 newEndVnode 满足 sameVnode ，直接将该

VNode 节点进行 patchVnode 即可，不需再遍历就完成了一次循环。如下图，

如果 oldStartVnode 与 newEndVnode 满足 sameVnode 。说明 oldStartVnode 已经跑到了 oldEndVnode后面去了，进行patchVnode 的同时还需要将真实 DOM 节点移动到 oldEndVnode 的后面。

如果 oldEndVnode 与 newStartVnode 满足 sameVnode ，说明 oldEndVnode 跑到了 oldStartVnode 的前面，进行patchVnode 的同时要将 oldEndVnode 对应 DOM 移动到 oldStartVnode 对应 DOM 的前面。

如果以上情况均不符合，则在 old VNode 中找与 newStartVnode 满足 sameVnode 的 vnodeToMove ，若存在执行patchVnode ，同时将 vnodeToMove 对应 DOM 移动到 oldStartVnode 对应的 DOM 的前面。

当然也有可能 newStartVnode 在 old VNode 节点中找不到一致的 key ，或者是即便 key 相同却不是sameVnode，这个时候会调用 createElm 创建一个新的 DOM 节点。

至此循环结束，但是我们还需要处理剩下的节点。

当结束时 oldStartIdx > oldEndIdx ，这个时候旧的 VNode 节点已经遍历完了，但是新的节点还没有。说明了新的VNode 节点实际上比老的 VNode 节点多，需要将剩下的 VNode 对应的 DOM 插入到真实 DOM中，此时调用addVnodes （批量调用 createElm 接口）。

但是，当结束时 newStartIdx > newEndIdx 时，说明新的 VNode 节点已经遍历完了，但是老的节点还有剩余，需要从文档中删的节点删除。

精力耗尽虚拟DOM 这块还在尽量多的理解。

业精于勤荒于嬉

Vue 进阶 [八] Vue 源码剖析 02 批量异步更新 虚拟DOM Diff 算法