Vue内部渲染视图的方法
1.什么是虚拟DOM
- 以前M的命令式操作DOM即使用jQuery操作DOM节点，随着状态的增多，DOM的操作就会越来越频繁，程序的状态也越难维护，现在主流的框架都是采用声明式操作DOM，将操作DOM的方法封装起来，我们只要更改数据的状态，框架本身会帮我们操作DOM。
- 虚拟DOM根据状态建立一颗虚拟节点树，新的虚拟节点树会与旧的虚拟节点树进行对比，只渲染发生改变的部分，如下图:
2.引入虚拟DOM的目的
- 把渲染过程抽象化，从而使得组件的抽象能力也得到提升，并且可以适配DOM以外的渲染目标；
- 可以更好地支持SSR、同构渲染等；
- 不再依赖HTML解析器进行模板解析，可以进行更多的AOT(预编译)工作提高运行时效率，还能将Vue运行时体积进一步压缩。
VNode的定义 Vue中定义了VNode的构造函数，这样我们可以实例化不同的vnode 实例如：文本节点、元素节点以及注释节点等。
var VNode = function VNode (
tag,
data,
children,
text,
elm,
context,
componentOptions,
asyncFactory
) {
this.tag = tag;
this.data = data;
this.children = children;
this.text = text;
this.elm = elm;
this.ns = undefined;
this.context = context;
this.fnContext = undefined;
this.fnOptions = undefined;
this.fnScopeId = undefined;
this.key = data && data.key;
this.componentOptions = componentOptions;
this.componentInstance = undefined;
this.parent = undefined;
this.raw = false;
this.isStatic = false;
this.isRootInsert = true;
this.isComment = false;
this.isCloned = false;
this.isOnce = false;
this.asyncFactory = asyncFactory;
this.asyncMeta = undefined;
this.isAsyncPlaceholder = false;
};
vnode其实就是一个描述节点的对象，描述如何创建真实的DOM节点；vnode的作用就是新旧vnode进行对比，只更新发生变化的节点。 VNode有注释节点、文本节点、元素节点、组件节点、函数式组件、克隆节点:
注释节点
var createEmptyVNode = function (text) {
if ( text === void 0 ) text = '';
var node = new VNode();
node.text = text;
node.isComment = true;
return node
};
只有isComment和text属性有效，其余的默认为false或者null
文本节点
function createTextVNode (val) {
return new VNode(undefined, undefined, undefined, String(val))
}
只有一个text属性
克隆节点
function cloneVNode (vnode) {
var cloned = new VNode(
vnode.tag,
vnode.data,
// #7975
// clone children array to avoid mutating original in case of cloning
// a child.
vnode.children && vnode.children.slice(),
vnode.text,
vnode.elm,
vnode.context,
vnode.componentOptions,
vnode.asyncFactory
);
cloned.ns = vnode.ns;
cloned.isStatic = vnode.isStatic;
cloned.key = vnode.key;
cloned.isComment = vnode.isComment;
cloned.fnContext = vnode.fnContext;
cloned.fnOptions = vnode.fnOptions;
cloned.fnScopeId = vnode.fnScopeId;
cloned.asyncMeta = vnode.asyncMeta;
cloned.isCloned = true;
return cloned
}
克隆节点将vnode的所有属性赋值到clone节点，并且设置isCloned = true，它的作用是优化静态节点和插槽节点。以静态节点为例，因为静态节点的内容是不会改变的，当它首次生成虚拟DOM节点后，再次更新时是不需要再次生成vnode，而是将原vnode克隆一份进行渲染，这样在一定程度上提升了性能。
元素节点 元素节点一般会存在tag、data、children、context四种有效属性,形如:
{
children: [VNode, VNode],
context: {...},
tag: 'div',
data: {attr: {id: app}}
}
组件节点 组件节点有两个特有属性 (1) componentOptions，组件节点的选项参数，包含如下内容:
{ Ctor: Ctor, propsData: propsData, listeners: listeners, tag: tag, children: children }
(2) componentInstance: 组件的实例，也是Vue的实例 对应的vnode
new VNode(
("vue-component-" + (Ctor.cid) + (name ? ("-" + name) : '')),
data, undefined, undefined, undefined, context,
{ Ctor: Ctor, propsData: propsData, listeners: listeners, tag: tag, children: children },
asyncFactory
)
即
{
componentOptions: {},
componentInstance: {},
tag: 'vue-component-1-child',
data: {...},
...
}
函数式组件 函数组件通过createFunctionalComponent函数创建, 跟组件节点类似，暂时没看到特殊属性，有的话后续再补上。
patch
虚拟DOM最重要的功能是patch，将VNode渲染为真实的DOM。
patch简介
patch中文意思是打补丁，也就是在原有的基础上修改DOM节点，也可以说是渲染视图。DOM节点的修改有三种:
- 创建新增节点
- 删除废弃的节点
- 修改需要更新的节点。
当缓存上一次的oldvnode与最新的vnode不一致的时候，渲染视图以vnode为准。
初次渲染过程
当oldvnode中不存在，而vnode中存在时，就需要使用vnode新生成真实的DOM节点并插入到视图中。首先如果vnode具有tag属性，则认为它是元素属性，再根据当前环境创建真实的元素节点，元素创建后将它插入到指定的父节点。以上节生成的VNode为例，首次执行
vm._update(vm._render(), hydrating);
vm._render()为上篇生成的VNode，_update函数具体为
Vue.prototype._update = function (vnode, hydrating) {
var vm = this;
var prevEl = vm.$el;
var prevVnode = vm._vnode;
var restoreActiveInstance = setActiveInstance(vm);
// 缓存vnode
vm._vnode = vnode;
// Vue.prototype.__patch__ is injected in entry points
// based on the rendering backend used.
// 第一次渲染，preVnode是不存在的
if (!prevVnode) {
// initial render
vm.$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.
};
因第一次渲染，执行 vm.$el = vm.__patch__(vm.$el, vnode, hydrating, false /* removeOnly */); ，注意第一个参数是oldVnode为 vm.$el 为元素节点，__patch__函数具体过程为:
(1) 先判断oldVnode是否存在，不存在就创建vnode
if (isUndef(oldVnode)) {
// empty mount (likely as component), create new root element
isInitialPatch = true;
createElm(vnode, insertedVnodeQueue);
}
(2) 存在进入else，判断oldVnode是否是元素节点，如果oldVnode是元素节点，则
if (isRealElement) {
...
// either not server-rendered, or hydration failed.
// create an empty node and replace it
oldVnode = emptyNodeAt(oldVnode);
}
创建一个oldVnode节点，其形式为
{
asyncFactory: undefined,
asyncMeta: undefined,
children: [],
componentInstance: undefined,
componentOptions: undefined,
context: undefined,
data: {},
elm: div#app,
fnContext: undefined,
fnOptions: undefined,
fnScopeId: undefined,
isAsyncPlaceholder: false,
isCloned: false,
isComment: false,
isOnce: false,
isRootInsert: true,
isStatic: false,
key: undefined,
ns: undefined,
parent: undefined,
raw: false,
tag: "div",
text: undefined,
child: undefined
}
然后获取oldVnode的元素节点以及其父节点，并创建新的节点
// replacing existing element var oldElm = oldVnode.elm; var 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) );
创建新节点的过程
// 标记是否是根节点
vnode.isRootInsert = !nested; // for transition enter check
// 这个函数如果vnode有componentInstance属性，会创建子组件，后续具体介绍，否则不做处理
if (createComponent(vnode, insertedVnodeQueue, parentElm, refElm)) {
return
}
接着在对子节点处理
var data = vnode.data;
var children = vnode.children;
var tag = vnode.tag;
if (isDef(tag)) {
...
vnode.elm = vnode.ns
? nodeOps.createElementNS(vnode.ns, tag)
: nodeOps.createElement(tag, vnode);
setScope(vnode);
/* istanbul ignore if */
{
createChildren(vnode, children, insertedVnodeQueue);
if (isDef(data)) {
invokeCreateHooks(vnode, insertedVnodeQueue);
}
insert(parentElm, vnode.elm, refElm);
}
if (data && data.pre) {
creatingElmInVPre--;
}
}
}
将vnode的属性设置为创建元素节点elem，创建子节点 createChildren(vnode, children, insertedVnodeQueue); 该函数遍历子节点children数组
function createChildren (vnode, children, insertedVnodeQueue) {
if (Array.isArray(children)) {
for (var i = 0; i < children.length; ++i) {
createElm(children[i], insertedVnodeQueue, vnode.elm, null, true, children, i);
}
} else if (isPrimitive(vnode.text)) {
// 如果vnode是文本直接挂载
nodeOps.appendChild(vnode.elm, nodeOps.createTextNode(String(vnode.text)));
}
}
遍历children，递归createElm方法创建子元素节点
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);
}
如果是评论节点，直接创建评论节点，并将其插入到父节点上，其他的创建文本节点，并将其插入到父节点parentElm(刚创建的div)上去。 触发钩子，更新节点属性，将其插入到parentElm('#app'元素节点)上
{
createChildren(vnode, children, insertedVnodeQueue);
if (isDef(data)) {
invokeCreateHooks(vnode, insertedVnodeQueue);
}
insert(parentElm, vnode.elm, refElm);
}
最后将老的节点删掉
if (isDef(parentElm)) {
removeVnodes(parentElm, [oldVnode], 0, 0);
} else if (isDef(oldVnode.tag)) {
invokeDestroyHook(oldVnode);
}
function removeAndInvokeRemoveHook (vnode, rm) {
if (isDef(rm) || isDef(vnode.data)) {
var i;
var listeners = cbs.remove.length + 1;
...
// recursively invoke hooks on child component root node
if (isDef(i = vnode.componentInstance) && isDef(i = i._vnode) && isDef(i.data)) {
removeAndInvokeRemoveHook(i, rm);
}
for (i = 0; i < cbs.remove.length; ++i) {
cbs.remove[i](vnode, rm);
}
if (isDef(i = vnode.data.hook) && isDef(i = i.remove)) {
i(vnode, rm);
} else {
// 删除id为app的老节点
rm();
}
} else {
removeNode(vnode.elm);
}
}
初次渲染结束。
更新节点过程
为了更好地测试，模板选用
<div id="app">{{ message }}<button @click="update">更新</button></div>
点击按钮，会更新message，重新渲染视图，生成的VNode为
{
asyncFactory: undefined,
asyncMeta: undefined,
children: [VNode, VNode],
componentInstance: undefined,
componentOptions: undefined,
context: Vue实例,
data: {attrs: {id: "app"}},
elm: undefined,
fnContext: undefined,
fnOptions: undefined,
fnScopeId: undefined,
isAsyncPlaceholder: false,
isCloned: false,
isComment: false,
isOnce: false,
isRootInsert: true,
isStatic: false,
key: undefined,
ns: undefined,
parent: undefined,
raw: false,
tag: "div",
text: undefined,
child: undefined
}
在组件更新的时候,preVnode和vnode都是存在的,执行
vm.$el = vm.__patch__(prevVnode, vnode);
实际上是运行以下函数
patchVnode(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, null, null, removeOnly);
该函数首先判断oldVnode和vnode是否相等，相等则立即返回
if (oldVnode === vnode) {
return
}
如果两者均为静态节点且key值相等，且vnode是被克隆或者具有isOnce属性时，vnode的组件实例componentInstance直接赋值
if (isTrue(vnode.isStatic) &&
isTrue(oldVnode.isStatic) &&
vnode.key === oldVnode.key &&
(isTrue(vnode.isCloned) || isTrue(vnode.isOnce))
) {
vnode.componentInstance = oldVnode.componentInstance;
return
}
接着对两者的属性值作对比，并更新
var oldCh = oldVnode.children;
var ch = vnode.children;
if (isDef(data) && isPatchable(vnode)) {
for (i = 0; i < cbs.update.length; ++i) { // 以vnode为准更新oldVnode的不同属性
cbs.update[i](oldVnode, vnode);
}
if (isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.update)) {
i(oldVnode, vnode);
}
}
vnode和oldVnode的对比以及相应的DOM操作具体如下:
// vnode不存在text属性的情况
if (isUndef(vnode.text)) {
if (isDef(oldCh) && isDef(ch)) {
// 子节点不相等时，更新
if (oldCh !== ch) {
updateChildren(elm, oldCh, ch, insertedVnodeQueue, removeOnly); }
} else if (isDef(ch)) {
{
checkDuplicateKeys(ch);
}
// 只存在vnode的子节点，如果oldVnode存在text属性，则将元素的文本内容清空，并新增elm节点
if (isDef(oldVnode.text)) { nodeOps.setTextContent(elm, '');
}
addVnodes(elm, null, ch, 0, ch.length - 1, insertedVnodeQueue);
} else if (isDef(oldCh)) {
// 如果只存在oldVnode的子节点，则删除DOM的子节点
removeVnodes(elm, oldCh, 0, oldCh.length - 1);
} else if (isDef(oldVnode.text)) {
// 只存在oldVnode有text属性，将元素的文本清空
nodeOps.setTextContent(elm, '');
}
} else if (oldVnode.text !== vnode.text) {
// node和oldVnode的text属性都存在且不一致时，元素节点内容设置为vnode.text
nodeOps.setTextContent(elm, vnode.text);
}
对于子节点的对比，先分别定义oldVnode和vnode两数组的前后两个指针索引
var oldStartIdx = 0; var newStartIdx = 0; var oldEndIdx = oldCh.length - 1; var oldStartVnode = oldCh[0]; var oldEndVnode = oldCh[oldEndIdx]; var newEndIdx = newCh.length - 1; var newStartVnode = newCh[0]; var newEndVnode = newCh[newEndIdx]; var oldKeyToIdx, idxInOld, vnodeToMove, refElm;
如下图:
接下来是一个while循环，在这过程中，oldStartIdx、newStartIdx、oldEndIdx 以及 newEndIdx 会逐渐向中间靠拢
while (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx)
当oldStartVnode或者oldEndVnode为空时，两中间移动
if (isUndef(oldStartVnode)) {
oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]; // Vnode has been moved left
} else if (isUndef(oldEndVnode)) {
oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx];
}
接下来这一块，是将 oldStartIdx、newStartIdx、oldEndIdx 以及 newEndIdx 两两比对的过程，共四种:
else if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) {
patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx);
oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx];
newStartVnode = newCh[++newStartIdx];
} else if (sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) {
patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newEndIdx);
oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx];
newEndVnode = newCh[--newEndIdx];
} else if (sameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) { // Vnode moved right
patchVnode(oldStartVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newEndIdx);
canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldStartVnode.elm, nodeOps.nextSibling(oldEndVnode.elm));
oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx];
newEndVnode = newCh[--newEndIdx];
} else if (sameVnode(oldEndVnode, newStartVnode)) { // Vnode moved left
patchVnode(oldEndVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx);
canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldEndVnode.elm, oldStartVnode.elm);
oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx];
newStartVnode = newCh[++newStartIdx];
}
第一种: 前前相等比较
如果相等，则oldStartVnode.elm和newStartVnode.elm均向后移一位，继续比较。 第二种: 后后相等比较
如果相等，则oldEndVnode.elm和newEndVnode.elm均向前移一位，继续比较。 第三种: 前后相等比较
将oldStartVnode.elm节点直接移动到oldEndVnode.elm节点后面，然后将oldStartIdx向后移一位，newEndIdx向前移动一位。 第四种: 后前相等比较
将oldEndVnode.elm节点直接移动到oldStartVnode.elm节点后面，然后将oldEndIdx向前移一位，newStartIdx向后移动一位。 如果以上均不满足，则
else {
if (isUndef(oldKeyToIdx)) {
oldKeyToIdx = createKeyToOldIdx(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx);
}
idxInOld = isDef(newStartVnode.key)
? oldKeyToIdx[newStartVnode.key]
: findIdxInOld(newStartVnode, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx);
if (isUndef(idxInOld)) { // New element
createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx);
} else {
vnodeToMove = oldCh[idxInOld];
if (sameVnode(vnodeToMove, newStartVnode)) {
patchVnode(vnodeToMove, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx);
oldCh[idxInOld] = undefined;
canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, vnodeToMove.elm, oldStartVnode.elm);
} else {
// same key but different element. treat as new element
createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx);
}
}
newStartVnode = newCh[++newStartIdx];
}
createkeyToOldIdx函数的作用是建立key和index索引对应的map表，如果还是没有找到节点，则新创建节点
createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx);
插入到oldStartVnode.elm节点前面，否则，如果找到了节点，并符合sameVnode，将两个节点patchVnode，并将该位置的老节点置为undefined，同时将vnodeToMove.elm移到oldStartVnode.elm的前面，以及newStartIdx往后移一位，示意图如下:
如果不符合sameVnode，只能创建一个新节点插入到 parentElm 的子节点中，newStartIdx 往后移动一位。 最后如果，oldStartIdx > oldEndIdx，说明老节点比对完了，但是新节点还有多的，需要将新节点插入到真实 DOM 中去，调用 addVnodes 将这些节点插入即可；如果满足 newStartIdx > newEndIdx 条件，说明新节点比对完了，老节点还有多，将这些无用的老节点通过 removeVnodes 批量删除即可。到这里这个过程基本结束。
总结
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