前言

對(duì)我們搞前端的來(lái)說，目前最流行的兩大前端框架毫無(wú)疑問當(dāng)屬React和Vue，對(duì)于這兩大框架，想必大家也是再熟悉不過了。然而，這兩大框架無(wú)一例外的全部放棄使用傳統(tǒng)的DOM技術(shù)，卻采用了以JS為基礎(chǔ)的Virtual DOM技術(shù)，也可稱作虛擬DOM。所以，到底什么是Virtual DOM？?jī)纱鬅衢T框架全部使用Virtual DOM的原因又是什么？接下來(lái)讓我這個(gè)搞前端的人來(lái)好好地為您講解一下DOM DIFF算法的牛之處。

什么是Virtual DOM?

如字面意思所說，Virtual DOM即 虛擬DOM，它的特點(diǎn)就是利用Javascript來(lái)模擬DOM結(jié)構(gòu)，并且將DOM的變化對(duì)比放在JS層中進(jìn)行比較。具體操作如下：

// 普通的HTML DOM結(jié)構(gòu)
<ul class="list">
   <li class="item">wjy</li>
   <li class="item">易烊千璽</li>
</ul>

// 映射出的虛擬DOM
{
   tag:'ul',
   props:{
       class:'list'
   },
   children: [
       {
           tag:'li',
           props:{
               class:'item'
           },
           children: ['易烊千璽']
       }
   ]
}

有朋友或許會(huì)有點(diǎn)迷惑，普通的HTML DOM結(jié)構(gòu)不好嗎？通俗易懂，代碼也更加簡(jiǎn)潔，為什么還需要采用嵌套遞歸的虛擬DOM形式呢？其實(shí)這和普通DOM在重新渲染的過程中非常消耗性能有關(guān),DOM操作看似簡(jiǎn)便,但其實(shí)效率相當(dāng)?shù)?這是因?yàn)槿绻窃谛枰l繁修改的真實(shí)DOM中,看起來(lái)更加復(fù)雜的運(yùn)用JS結(jié)構(gòu)的Virtual DOM效率會(huì)更高.

使用Virtual DOM的原因

DOM 渲染頁(yè)面的操作流程

• 當(dāng)瀏覽器通過域名從服務(wù)器拿到對(duì)應(yīng)的HTML文件后，瀏覽器首先會(huì)進(jìn)行構(gòu)建DOM樹和CSSOM樹，關(guān)于樹的概念，學(xué)過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的同學(xué)或許對(duì)樹的節(jié)點(diǎn)概念印象深刻。
• 在HTML DOM中，所有的事物都是節(jié)點(diǎn)，而DOM是被視為節(jié)點(diǎn)樹的HTML，并且，各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間有著相應(yīng)的層級(jí)關(guān)系。DOM節(jié)點(diǎn)樹和HTML中的標(biāo)簽一一對(duì)應(yīng)，構(gòu)成了DOM樹
• HTML文件

• HTML DOM樹

同樣的。在CSS文檔中，所有的元素也皆是節(jié)點(diǎn)，與HTML中的標(biāo)簽一一對(duì)應(yīng)，構(gòu)成了CSSOM樹 如下圖所示

警告！ 如果在構(gòu)建DOM樹的過程中，有遇到JS相關(guān)的內(nèi)容時(shí)，DOM樹的構(gòu)建會(huì)立即停止，這是由于，JS可以對(duì)DOM節(jié)點(diǎn)進(jìn)行操作，瀏覽器為了防止JS會(huì)對(duì)以完成的DOM造成影響，會(huì)阻止DOM樹的構(gòu)建，以節(jié)約資源。

在DOM樹和CSSOM樹不斷構(gòu)建的過程中，渲染樹也在逐漸形成，瀏覽器會(huì)根據(jù)所構(gòu)建的渲染樹進(jìn)行網(wǎng)頁(yè)布局和繪制流程，不斷地進(jìn)行網(wǎng)頁(yè)的搭建。具體操作流程圖如下：

一般而言,對(duì)于頁(yè)面渲染的常規(guī)操作,我們通常是操作DOM,修改并重置innerHTML完成頁(yè)面的渲染,每進(jìn)行一次DOM的更新操作,都會(huì)重新進(jìn)行一次渲染流程，這個(gè)過程包含著頁(yè)面的重繪和重排。

Virtual DOM的優(yōu)勢(shì)

但是如果對(duì)于大型頁(yè)面項(xiàng)目,或者具有多標(biāo)簽,多屬性的網(wǎng)頁(yè)而言,常規(guī)的DOM操作實(shí)在是太耗時(shí)了,每次的簡(jiǎn)單修改都需要牽動(dòng)大量的DOM節(jié)點(diǎn)的重繪與重排,極大地降低了頁(yè)面渲染效率.于是,當(dāng)前端開發(fā)人員面對(duì)DOM瓶頸一籌莫展的時(shí)候,Virtual DOM顯示出了作為輕量級(jí)的JavaScript對(duì)象的極大優(yōu)越性,順利得到了了前端開發(fā)者的青睞。

在頁(yè)面進(jìn)行重新渲染的時(shí)候,Virtual DOM進(jìn)行dom diff計(jì)算對(duì)比兩次并發(fā)現(xiàn)其中的差異,只需要修改DOM樹中不同的部分即可.也可以理解為Virtual DOM做了一個(gè)中間件,先利用JS修改Virtual DOM,在對(duì)比出差異后,將所有的更改加入頁(yè)面的真實(shí)DOM.所以說,Virtual DOM的最大優(yōu)勢(shì)就在于完全不用像原生DOM,在對(duì)比之后還要進(jìn)行DOM的重建與創(chuàng)造,因?yàn)檫@對(duì)于大型項(xiàng)目的運(yùn)行來(lái)說非常消耗性能,開銷極大.由此可見,不論在什么體量的網(wǎng)頁(yè)中,放棄傳統(tǒng)DOM采用Virtual DOM無(wú)疑是非常高效且絕佳的選擇.

如何將DOM用virtual DOM 來(lái)表示

首先，在vscode中新建一個(gè)dom diff 項(xiàng)目，項(xiàng)目初始化，裝好相應(yīng)組件

由于是DOM樹，所以在將HTML轉(zhuǎn)換成DOM樹時(shí)，要運(yùn)用遞歸的形式，首先創(chuàng)建結(jié)點(diǎn)，其次設(shè)置屬性，然后設(shè)置子節(jié)點(diǎn)

<ul class="list">
    <li class="item">wjy</li>
    <li class="item">易烊千璽</li>
</ul> 

// DOM 樹的表達(dá)轉(zhuǎn)換形式 
let virtualDOM = createElement('ul', {
  class:'list',
}, [
  createElement('li',{
    class:'item'
  },['wjy']),
  createElement('li',{
    class:'item'
  },['易烊千璽']),
])

然后，在新建一個(gè)element.js文件進(jìn)行向外輸出，完成頁(yè)面渲染

// 通過構(gòu)造函數(shù)Element構(gòu)造虛擬DOM節(jié)點(diǎn)
class Element {
    constructor(type,props,children){
        this.type = type;
        this.props = props;
        this.children =children;
    }
}
// 
const createElement = (type,props,children) => { 
  return new Element(type,props,children);
}

// 進(jìn)行頁(yè)面渲染 將Virtual Dom轉(zhuǎn)化為真實(shí)DOM
const render = (domObj) => {  
    let el = document.createElement(domObj.type);
    for(let key in domObj.props){
        setAttr(el,key,domObj.props[key]);
    }
    domObj.children.forEach(child => {
        child = (child instanceof Element)
        ? render(child)
        : document.createTextNode(child);
        el.appendChild(child);

    })
    return el;
}

function setAttr(node,key,value){
    switch(key){
        case 'value':
            if(node.tagName.toLowerCase() === 'input' || 
            node.tagName.toLowerCase() ==='textarea'
            ){
                node.value = value;
            }else{
                node.setAttribute(key,value)
            }
            break;
            case 'style':
            //   node.setAttribute('style',value)
            node.style.cssText = value;
            break;
            default:
                node.setAttribute(key,value)
            break;
    }
}

// 將真實(shí)DOM 掛載到制定根節(jié)點(diǎn)
const renderDOM = (el,target) => {
    target.appendChild(el);
}

// 向外輸出
export {
    createElement,
    render,
    renderDOM
}

在控制臺(tái)上得到真實(shí)DOM

頁(yè)面渲染成功！??

DOM DIFF算法

在用戶進(jìn)行操作更改交互頁(yè)面操作后,虛擬DOM樹上的節(jié)點(diǎn)會(huì)發(fā)生變化,然而此時(shí)真實(shí)節(jié)點(diǎn)卻沒有改變,為了使得更改與真實(shí)頁(yè)面同步,我們會(huì)使用DOM DIFF算法找出這兩顆樹的差異,然后產(chǎn)生差異補(bǔ)丁對(duì)象，再將差異補(bǔ)丁對(duì)象應(yīng)用到真實(shí)的DOM節(jié)點(diǎn)上去，于是完成了頁(yè)面的渲染和更新。

傳統(tǒng)的Diff算法時(shí)間復(fù)雜度達(dá)到了O(n^3),若要滿足每次都可以整體刷新頁(yè)面的目的，這種指數(shù)型的增長(zhǎng)的性能開銷是無(wú)法滿足性能要求的，于是，F(xiàn)acebook的工程師對(duì)此進(jìn)行了優(yōu)化，通過制定diff策略將Diff算法的復(fù)雜度降低到了O(n)

Diff 策略

• DOM節(jié)點(diǎn)跨層級(jí)的操作特別少，所以可以忽略不計(jì)
• 擁有相同類的兩個(gè)組件將會(huì)產(chǎn)生相似的樹形結(jié)構(gòu)，擁有不同類的兩個(gè)組件將會(huì)產(chǎn)生不同的樹形結(jié)構(gòu)
• 同一層級(jí)的一組子節(jié)點(diǎn)，他們可以通過uuid進(jìn)行區(qū)分

Diff 粒度

由于DIFF的粒度不同，DIFF算法按照下面的順序依次執(zhí)行

• Tree DIFF
• Component DIFF
• Element DIFF

打補(bǔ)丁

我們根據(jù)diff策略以及react diff中的比對(duì)算法將兩個(gè)虛擬DOM通過深度優(yōu)先遍歷進(jìn)行比較，如果有差異，就把所遍歷到節(jié)點(diǎn)的索引值所對(duì)應(yīng)的操作存儲(chǔ)起來(lái)，也稱為補(bǔ)丁對(duì)象(patches)

然后對(duì)真實(shí)的DOM再次經(jīng)過深度優(yōu)先遍歷，補(bǔ)丁對(duì)象中的索引就會(huì)和DOM相對(duì)應(yīng)，我們就完成了DOM的更新操作。

結(jié)語(yǔ)
在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下,隨時(shí)刷新交互頁(yè)面是我們上網(wǎng)的常規(guī)操作,然而這一簡(jiǎn)單的操作卻是多次算法優(yōu)化的結(jié)果。DOM DIFF的底層原理挺復(fù)雜，如果有感興趣的朋友，可以自行搜索相關(guān)文獻(xiàn)，因?yàn)楸疚闹皇菧\析，所以太多方面就不贅述了，如果本文有知識(shí)錯(cuò)漏的地方，也歡迎指正！虛心接收一切合理批評(píng)！??

如果這篇文章有幫助到你對(duì)dom diff算法的理解,也希望您能為我點(diǎn)一個(gè)贊??,答主是剛?cè)腴T的前端小白，每一個(gè)贊都是我前進(jìn)的動(dòng)力，我會(huì)持續(xù)更新掘金的博客的??

以上就是詳解react應(yīng)用中的DOM DIFF算法的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于react應(yīng)用的DOM DIFF算法的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！