什么是虚拟DOM
DOM是很慢的，其元素非常庞大，当我们频繁的去做 DOM更新，会产生一定的性能问题，我们可以直观感受一下 div元素包含的海量属性
在Javascript对象中，虚拟DOM 表现为一个 Object对象（以VNode 节点作为基础的树）。并且最少包含标签名tag、属性attrs和子元素对象children三个属性，不同框架对这三个属性的名命可能会有差别。
html
<ul style="color: #de5e60; border: 1px solid #de5e60"> <li key="a">a</li> <li key="b">b</li> <li key="c">c</li></ul>真实节点对应的虚拟DOM：
javascript
const VDOM = { tag: 'ul', data: { style: { color: '#de5e60', border: '1px solid #de5e60' }, }, children: [ { tag: 'li', key: 'a', data: {}, children: [{ text: 'a' }], }, { tag: 'li', key: 'b', data: {}, children: [{ text: 'b'}], }, { tag: 'li', key: 'c', data: {}, children: [{ text: 'c'}], }, ],}我们常说虚拟DOM可以提升效率。这句话是不严谨的❌
通过虚拟DOM改变真正的 DOM并不比直接操作 DOM效率更高。恰恰相反，我们仍需要调用DOM API去操作 DOM，并且虚拟DOM还会额外占用内存！
but！！！我们可以通过 虚拟DOM + diff算法，找到需要更新的最小单位，最大限度地减少DOM操作，从而提升性能。
什么是Diff
Dom 是多叉树结构，完整对比两棵树的差异，时间复杂度是O(n³)，这个复杂度会导致比对性能很差！
为了优化，Diff 算法约定只做同层级节点比对，而不是跨层级节点比对，即深度优先遍历算法，其复杂度为O(n)
Diff原理
当数据修改后会触发setter劫持操作，我们在setter中执行dep.notity()，通知所有的订阅者watcher重新渲染。
订阅者watcher这时会在回调内部，通过vm._render()获取最新的虚拟DOM；然后通过patch方法比对新旧虚拟DOM，给真实元素打补丁，更新视图
createElm
利用vnode创建真实元素，有一个巧妙的地方是，我们把真实元素挂载到了vnode上，便于我们后续通过虚拟节点去操作对应的真实元素
javascript
export function createElm(vnode) { let { tag, data, children, text } = vnode // 标签 if (typeof tag === 'string') { // 将真实节点挂载到虚拟节点上 vnode.el = document.createElement(tag) patchProps(vnode.el, {}, data) children.forEach(child => { vnode.el.appendChild(createElm(child)) }) } else { // 文本 vnode.el = document.createTextNode(text) } return vnode.el}sameVnode
判断是否是相同节点，节点的tag和节点的key都相同
javascript
export function isSameVnode(vnode1, vnode2) { return vnode1.tag === vnode2.tag && vnode1.key === vnode2.key}patch
patch方法有两大作用，一个是初始化元素 ，另一个是更新元素
javascript
export function patch(oldVNode, vnode) { const isRealElement = oldVNode.nodeType // 初渲染元素 if (isRealElement) { const elm = oldVNode // 获取真实元素 const parentElm = elm.parentNode // 拿到父元素 let newElm = createElm(vnode) // 根据vnode创建元素 parentElm.insertBefore(newElm, elm.nextSibling) // 插入刚刚创建的元素 parentElm.removeChild(elm) // 删除旧节点 return newElm } else { // 更新元素 return patchVnode(oldVNode, vnode) }}patchVnode
比对新旧虚拟节点打补丁，diff比对规则如下：
- 新旧节点不相同（判断节点的tag和节点的key），直接用新节点替换旧节点，无需比对
- 新旧节点相同，且都是文本节点，更新文本内容即可
- 新旧节点是同一个节点，比较两个节点的属性是否有差异，复用旧的节点，将差异的属性更新
- 节点比较完毕后，需要比较两个节点的儿子新旧节点都有儿子，调用updateChildren()，这里是diff算法核心逻辑！后面会详细讲解新节点有儿子，旧节点没有儿子，将新的子节点挂载到oldVNode.el上旧节点有儿子，新节点没有儿子，删除oldVNode.el的所有子节点
javascript
function patchVnode(oldVNode, vnode) { // 1. 新旧节点不相同（判断节点的tag和节点的key），直接用新节点替换旧节点，无需比对 if (!isSameVnode(oldVNode, vnode)) { let el = createElm(vnode) oldVNode.el.parentNode.replaceChild(el, oldVNode.el) return el } let el = (vnode.el = oldVNode.el) // 2. 新旧节点相同，且是文本 (判断节点的tag和节点的key)，比较文本内容 if (!oldVNode.tag) { if (oldVNode.text !== vnode.text) { el.textContent = vnode.text // 用新的文本覆盖掉旧的 } } // 3. 新旧节点相同，且是标签 (判断节点的tag和节点的key) // 3.1 比较标签属性 patchProps(el, oldVNode.data, vnode.data) let oldChildren = oldVNode.children || [] let newChildren = vnode.children || [] // 4 比较两个节点的儿子 // 4.1 新旧节点都有儿子 if (oldChildren.length > 0 && newChildren.length > 0) { // diff算法核心！！！ updateChildren(el, oldChildren, newChildren) } // 4.2 新节点有儿子，旧节点没有儿子，挂载 else if (newChildren.length > 0) { mountChildren(el, newChildren) } // 4.3 旧节点有儿子，新节点没有儿子，删除 else if (oldChildren.length > 0) { el.innerHTML = '' }}updateChildren（Diff核心算法）
这个方法是diff比对的核心！
vue2中采用了头尾双指针的方式，通过头头、尾尾、头尾、尾头、乱序五种比对方式，进行新旧虚拟节点的依次比对
在比对过程中，我们需要四个指针，分别指向新旧列表的头部和尾部。为了方便我们理解，我使用了不同颜色和方向的箭头加以区分，图例如下：
双端比对
头头比对
旧孩子的头 比对 新孩子的头
如果是相同节点，则调用patchVnode打补丁并递归比较子节点；然后将 新旧列表的头指针 都向后移动
终止条件：双方有一方头指针大于尾指针，则停止循环
javascript
if (isSameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) { patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode) oldStartVnode = oldChildren[++oldStartIndex] newStartVnode = newChildren[++newStartIndex]}尾尾比对
旧孩子的尾 和 新孩子的尾比较
如果是相同节点，则调用patchVnode打补丁并递归比较子节点；然后将 新旧列表的尾指针 都向前移动
终止条件：双方有一方头指针大于尾指针，则停止循环
javascript
else if (isSameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) { patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode) oldEndVnode = oldChildren[--oldEndIndex] newEndVnode = newChildren[--newEndIndex]}头尾比对
旧孩子的头 和 新孩子的尾比较
如果是相同节点，则调用patchVnode打补丁并递归比较子节点；然后将 oldStartVnode 移动到 oldEndVnode 的后面（把 旧列表头指针指向的节点 移动到 旧列表尾指针指向的节点 后面）
最后把 旧列表头指针 向后移动，新列表尾指针 向前移动
终止条件：双方有一方头指针大于尾指针，则停止循环
javascript
else if (isSameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) { patchVnode(oldStartVnode, newEndVnode) el.insertBefore(oldStartVnode.el, oldEndVnode.el.nextSibling) oldStartVnode = oldChildren[++oldStartIndex] newEndVnode = newChildren[--newEndIndex]}尾头比对
旧孩子的尾 和 新孩子的头比较
如果是相同节点，则调用patchVnode打补丁并递归比较子节点；然后将 oldEndVnode 移动到 oldStartVnode 的前面（把 旧列表尾指针指向的节点 移动到 旧列表头指针指向的节点 前面）
最后把 旧列表尾指针 向前移动，新列表头指针 向后移动
终止条件：双方有一方头指针大于尾指针，则停止循环
javascript
else if (isSameVnode(oldEndVnode, newStartVnode)) { patchVnode(oldEndVnode, newStartVnode) el.insertBefore(oldEndVnode.el, oldStartVnode.el) oldEndVnode = oldChildren[--oldEndIndex] newStartVnode = newChildren[++newStartIndex]}乱序比对
每次比对时，优先进行头头、尾尾、头尾、尾头的比对尝试，如果都没有命中才会进行乱序比较
- 我们根据旧的列表创建一个 key -> index 的映射表，拿新的儿子去映射关系里查找。注意：查找时只能找得到key相同的老节点，并没判断tag
- 若找的到相同key的老节点并且是相同节点，则复用节点移动到 oldStartVnode（旧列表头指针指向的节点）的前面，然后调用 patchVnode 打补丁递归比较子节点（移动走的老位置要做空标记，表示这个旧节点已经被移动过了，后续比对时可直接跳过此节点）
- 否则，创建节点并移动到 oldStartVnode（旧列表头指针指向的节点）的前面
- 只需将新列表头指针 向后移动即可
- 最后删除老列表中多余的节点，此过程在下一章挂载卸载阶段删除掉
终止条件：双方有一方头指针大于尾指针，则停止循环
javascript
----------------- 创建映射关系 -----------------------function makeIndexByKey(children) { let map = {} children.forEach((child, index) => { map[child.key] = index }) return map}// 旧孩子映射表(key-index)，用于乱序比对let map = makeIndexByKey(oldChildren)-------------------- 乱序比对 -------------------------if (!oldStartVnode) { oldStartVnode = oldChildren[++oldStartIndex] continue}if (!oldEndVnode) { oldEndVnode = oldChildren[--oldEndIndex] continue}let moveIndex = map[newStartVnode.key]// 找的到相同key的老节点，并且是相同节点if (moveIndex !== undefined && isSameVnode(oldChildren[moveIndex], newStartVnode)) { let moveVnode = oldChildren[moveIndex] // 复用旧的节点 el.insertBefore(moveVnode.el, oldStartVnode.el) // 将 moveVnode 移动到 oldStartVnode的前面（把复用节点 移动到 旧列表头指针指向的节点 前面） oldChildren[moveIndex] = undefined // 表示这个旧节点已经被移动过了 patchVnode(moveVnode, newStartVnode) // 递归比较子节点} // 找不到相同key的老节点 or 找的到相同key的老节点但tag不相同else { el.insertBefore(createElm(newStartVnode), oldStartVnode.el) // 将 创建的节点 移动到 oldStartVnode的前面（把创建的节点 移动到 旧列表头指针指向的节点 前面）}newStartVnode = newChildren[++newStartIndex]挂载卸载
终止条件：双方有一方头指针大于尾指针，则停止循环。当循环比对结束后，我们需要将新列表中多余的节点插入到oldVNode.el中，并将老列表中多余的节点删除掉。
我们将其划分为4种场景，可参考头头比对、尾尾比对章节的图辅助理解
- 同序列尾部挂载：新列表头指针 到 新列表尾指针 的节点需要挂载新增，向后追加
- 同序列头部挂载：新列表头指针 到 新列表尾指针 的节点需要挂载新增，向前追加
- 同序列尾部卸载：旧列表头指针 到 旧列表尾指针 的节点需要卸载删除
- 同序列头部卸载： 和 同序列尾部卸载 逻辑一致
tip：何时向后追加，何时向前追加，我们根据什么去判断的呢？
若 新列表尾指针指向的节点 的下一个节点存在，则向前追加，插入到newChildren[newEndIndex + 1].el的前面；若不存在，则向后追加，插入到oldVNode.el子节点列表的末尾处
javascript
// 同序列尾部挂载，向后追加// a b c d// a b c d e f// 同序列头部挂载，向前追加// a b c d// e f a b c dif (newStartIndex <= newEndIndex) { for (let i = newStartIndex; i <= newEndIndex; i++) { let childEl = createElm(newChildren[i]) // 这里可能是向后追加 ，也可能是向前追加 let anchor = newChildren[newEndIndex + 1] ? newChildren[newEndIndex + 1].el : null el.insertBefore(childEl, anchor) // anchor为null的时候等同于 appendChild }}// 同序列尾部卸载，删除尾部多余的旧孩子// a b c d e f// a b c d// 同序列头部卸载，删除头部多余的旧孩子// e f a b c d// a b c dif (oldStartIndex <= oldEndIndex) { for (let i = oldStartIndex; i <= oldEndIndex; i++) { if (oldChildren[i]) { let childEl = oldChildren[i].el el.removeChild(childEl) } }}总结
vue2采用了头尾双指针的方法，每次比对时，优先进行头头、尾尾、头尾、尾头的比对尝试，如果都没有命中才会进行乱序比对
当比对命中时（新旧节点是相同的），则调用patchVnode打补丁并递归比较子节点；打完补丁后呢，如果该节点是头指针指向的节点就向后移动指针，是尾指针指向的节点则向前移动指针
终止条件：双方有一方头指针大于尾指针，则停止循环
如果双端比对中的头尾、尾头命中了节点，也需要进行节点移动操作，为什么不直接用乱序比对呢，没理解其优势在哪？
但是双端diff相比于简单diff性能肯定会更好一些，例如：从 ABCD 到 DABC。简单diff需要移动 ABC 三个节点，但是双端diff只需要移动 D 一个节点
关于简单diff的介绍可移步此文章 - 聊聊 Vue 的双端 diff 算法
tip：vue3中并没有头尾、尾头比对的概念；新增了最长递增子序列算法去优化乱序比对，减少了乱序比对中节点的移动次数
updateChildren 核心代码如下:
javascript
function updateChildren(el, oldChildren, newChildren) { let oldStartIndex = 0 let newStartIndex = 0 let oldEndIndex = oldChildren.length - 1 let newEndIndex = newChildren.length - 1 let oldStartVnode = oldChildren[0] let newStartVnode = newChildren[0] let oldEndVnode = oldChildren[oldEndIndex] let newEndVnode = newChildren[newEndIndex] function makeIndexByKey(children) { let map = {} children.forEach((child, index) => { map[child.key] = index }) return map } // 旧孩子映射表(key-index)，用于乱序比对 let map = makeIndexByKey(oldChildren) // 双方有一方头指针大于尾部指针，则停止循环 while (oldStartIndex <= oldEndIndex && newStartIndex <= newEndIndex) { if (!oldStartVnode) { oldStartVnode = oldChildren[++oldStartIndex] continue } if (!oldEndVnode) { oldEndVnode = oldChildren[--oldEndIndex] continue } // 双端比较_1 - 旧孩子的头 比对 新孩子的头； // 都从头部开始比对（对应场景：同序列尾部挂载-push、同序列尾部卸载-pop） if (isSameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) { patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode) // 如果是相同节点，则打补丁，并递归比较子节点 oldStartVnode = oldChildren[++oldStartIndex] newStartVnode = newChildren[++newStartIndex] } // 双端比较_2 - 旧孩子的尾 比对 新孩子的尾； // 都从尾部开始比对（对应场景：同序列头部挂载-unshift、同序列头部卸载-shift） else if (isSameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) { patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode) // 如果是相同节点，则打补丁，并递归比较子节点 oldEndVnode = oldChildren[--oldEndIndex] newEndVnode = newChildren[--newEndIndex] } // 双端比较_3 - 旧孩子的头 比对 新孩子的尾； // 旧孩子从头部开始，新孩子从尾部开始（对应场景：指针尽可能向内靠拢；极端场景-reverse） else if (isSameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) { patchVnode(oldStartVnode, newEndVnode) el.insertBefore(oldStartVnode.el, oldEndVnode.el.nextSibling) // 将 oldStartVnode 移动到 oldEndVnode的后面（把当前节点 移动到 旧列表尾指针指向的节点 后面） oldStartVnode = oldChildren[++oldStartIndex] newEndVnode = newChildren[--newEndIndex] } // 双端比较_4 - 旧孩子的尾 比对 新孩子的头； // 旧孩子从尾部开始，新孩子从头部开始（对应场景：指针尽可能向内靠拢；极端场景-reverse） else if (isSameVnode(oldEndVnode, newStartVnode)) { patchVnode(oldEndVnode, newStartVnode) el.insertBefore(oldEndVnode.el, oldStartVnode.el) // 将 oldEndVnode 移动到 oldStartVnode的前面（把当前节点 移动到 旧列表头指针指向的节点 前面） oldEndVnode = oldChildren[--oldEndIndex] newStartVnode = newChildren[++newStartIndex] } // 乱序比对 // 根据旧的列表做一个映射关系，拿新的节点去找，找到则移动；找不到则添加；最后删除多余的旧节点 else { let moveIndex = map[newStartVnode.key] // 找的到相同key的老节点，并且是相同节点 if (moveIndex !== undefined && isSameVnode(oldChildren[moveIndex], newStartVnode)) { let moveVnode = oldChildren[moveIndex] // 复用旧的节点 el.insertBefore(moveVnode.el, oldStartVnode.el) // 将 moveVnode 移动到 oldStartVnode的前面（把复用节点 移动到 旧列表头指针指向的节点 前面） oldChildren[moveIndex] = undefined // 表示这个旧节点已经被移动过了 patchVnode(moveVnode, newStartVnode) // 比对属性和子节点 } // 找不到相同key的老节点 or 找的到相同key的老节点但tag不相同 else { el.insertBefore(createElm(newStartVnode), oldStartVnode.el) // 将 创建的节点 移动到 oldStartVnode的前面（把创建的节点 移动到 旧列表头指针指向的节点 前面） } newStartVnode = newChildren[++newStartIndex] } } // 同序列尾部挂载，向后追加 // a b c d // a b c d e f // 同序列头部挂载，向前追加 // a b c d // e f a b c d if (newStartIndex <= newEndIndex) { for (let i = newStartIndex; i <= newEndIndex; i++) { let childEl = createElm(newChildren[i]) // 这里可能是向后追加 ，也可能是向前追加 let anchor = newChildren[newEndIndex + 1] ? newChildren[newEndIndex + 1].el : null // 获取下一个元素 // el.appendChild(childEl); el.insertBefore(childEl, anchor) // anchor为null的时候等同于 appendChild } } // 同序列尾部卸载，删除尾部多余的旧孩子 // a b c d e f // a b c d // 同序列头部卸载，删除头部多余的旧孩子 // e f a b c d // a b c d if (oldStartIndex <= oldEndIndex) { for (let i = oldStartIndex; i <= oldEndIndex; i++) { if (oldChildren[i]) { let childEl = oldChildren[i].el el.removeChild(childEl) } } }}常见问题
为什么不建议key用索引
我们先看一段代码。其效果是：当点击按钮后，会在数组前面追加一项数据
javascript
/** template代码 */<div id="app"> <ul class="ul-wrap"> <li v-for="(item,index) in arr" :key="index"> {{item.name}} <input type="checkbox"> </li> </ul> <button @click="append">追加</button></div>/** js代码 */let vm = new Vue({ el: '#app', data() { return { arr: [{ id: 0, name: '柏成0号' }, { id: 1, name: '柏成1号' }, { id: 2, name: '柏成2号' }] } }, methods: { append() { this.arr.unshift({ id: 7, name: '柏成7号' }); } }})index作为key
使用index作为key时，运行结果如下：
我们会发现一个神奇的现象，虽然只unshift了一条数据，但是所有的li标签都更新了。并且新增的柏成7号节点还复用了柏成0号节点的checkbox多选框！！！
其原理就是，我们在进行头头比对时，前三项虽然可以匹配到相同节点（标签名和key都相同），但其内容并非一致，所以进行了打补丁更新操作。然后我们又创建一个key为3的柏成2号节点插入到列表尾部
id作为key
使用id作为key时，运行结果如下：
这次的diff更新就符合了我们的预期效果，它找到需要更新的最小单位，即只会新增key为3的柏成7号节点，最大限度地减少DOM操作
此时我们在进行尾尾比对时，后三项都可以匹配到相同节点（标签名和key都相同），而且会发现无需更新任何内容。然后去创建一个key为7的柏成7号节点插入列表头部，严格来说是插入新列表头指针下一个虚拟节点对应的真实元素newChildren[newEndIndex + 1].el前面
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