来看一看Virtual DOM是什么

一、vdom是什么？

在 Web 开发中，需要将数据的变化实时反映到 UI 上，这时就需要对 DOM 进行操作，但是复杂或频繁的 DOM 操作通常是性能瓶颈产生的原因，为此，React 引入了虚拟 DOM（Virtual DOM）的机制。

vdom是虚拟DOM(Virtual DOM)的简称，指的是用JS模拟的DOM结构，将DOM变化的对比放在JS层来做。换而言之，vdom就是JS对象。

如下DOM结构:

<ul id="list">
    <li class="item">Item1</li>
    <li class="item">Item2</li>
</ul>

映射成虚拟DOM就是这样:

{
    tag: "ul",
    attrs: {
        id:　"list"
    },
    children: [
        {
            tag: "li",
            attrs: { className: "item" },
            children: ["Item1"]
        }, {
            tag: "li",
            attrs: { className: "item" },
            children: ["Item2"]
        }
    ]
}

二、vdom有啥用？

虚拟 DOM 是 React 的一大亮点，具有 batching(批处理) 和高效的 Diff 算法。这让我们可以无需担心性能问题而” 毫无顾忌” 的随时“ 刷新” 整个页面，由虚拟 DOM 来确保只对界面上真正变化的部分进行实际的 DOM 操作。在实际开发中基本无需关心虚拟 DOM 是如何运作的，但是理解其运行机制不仅有助于更好的理解 React 组件的生命周期，而且对于进一步优化 React 程序也会有很大帮助。

来，看个例子

现在有一个场景，实现以下需求:

[
    {
        name: "张三",
        age: "20",
        address: "北京"
    },
    {
        name: "李四",
        age: "21",
        address: "武汉"
    },
    {
        name: "王五",
        age: "22",
        address: "杭州"
    },
]

将该数据展示成一个表格，并且随便修改一个信息，表格也跟着修改。用jQuery实现如下:

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
  <title>Document</title>
</head>

<body>
  <div id="container"></div>
  <button id="btn-change">改变</button>

  <script src="https://cdn.bootcss.com/jquery/3.2.0/jquery.js"></script>
  <script>
    const data = [{
        name: "张三",
        age: "20",
        address: "北京"
      },
      {
        name: "李四",
        age: "21",
        address: "武汉"
      },
      {
        name: "王五",
        age: "22",
        address: "杭州"
      },
    ];
    //渲染函数
    function render(data) {
      const $container = $('#container');
      $container.html('');
      const $table = $('<table>');
      // 重绘一次
      $table.append($('<tr><td>name</td><td>age</td><td>address</td></tr>'));
      data.forEach(item => {
        //每次进入都重绘
        $table.append($(`<tr><td>${item.name}</td><td>${item.age}</td><td>${item.address}</td></tr>`))
      })
      $container.append($table);
    }

    $('#btn-change').click(function () {
      data[1].age = 30;
      data[2].address = '深圳';
      render(data);
    });
  </script>
</body>
</html>

这样点击按钮，会有相应的视图变化，但是你审查以下元素，每次改动之后，table标签都得重新创建，也就是说table下面的每一个栏目，不管是数据是否和原来一样，都得重新渲染，这并不是理想中的情况，当其中的一栏数据和原来一样，我们希望这一栏不要重新渲染，因为DOM重绘相当消耗浏览器性能。

因此我们采用JS对象模拟的方法，将DOM的比对操作放在JS层，减少浏览器不必要的重绘，提高效率。

当然有人说虚拟DOM并不比真实的DOM快，其实也是有道理的。当上述table中的每一条数据都改变时，显然真实的DOM操作更快，因为虚拟DOM还存在js中diff算法的比对过程。所以，上述性能优势仅仅适用于大量数据的渲染并且改变的数据只是一小部分的情况。

虚拟DOM更加优秀的地方在于:

1、它打开了函数式的UI编程的大门，即UI = f(data)这种构建UI的方式。

2、可以将JS对象渲染到浏览器DOM以外的环境中，也就是支持了跨平台开发，比如ReactNative。

三、使用snabbdom实现vdom

snabbdom地址:github.com/snabbdom/sn…

这是一个简易的实现vdom功能的库，相比vue、react，对于vdom这块更加简易，适合我们学习vdom。

vdom里面有两个核心的api，一个是h函数，一个是patch函数，前着用来生成vdom对象，后者的功能在于做虚拟dom的比对和将vdom挂载到真实DOM上。

简单介绍一下这两个函数的用法: - h('标签名', {属性}, [子元素]) - h('标签名', {属性}, [文本]) - patch(container, vnode) container为容器DOM元素 - patch(vnode, newVnode)

现在我们就来用snabbdom重写一下刚才的例子:

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
  <title>Document</title>
</head>
<body>
  <div id="container"></div>
  <button id="btn-change">改变</button>
  <script src="https://cdn.bootcss.com/snabbdom/0.7.3/snabbdom.js"></script>
  <script src="https://cdn.bootcss.com/snabbdom/0.7.3/snabbdom-class.js"></script>
  <script src="https://cdn.bootcss.com/snabbdom/0.7.3/snabbdom-props.js"></script>
  <script src="https://cdn.bootcss.com/snabbdom/0.7.3/snabbdom-style.js"></script>
  <script src="https://cdn.bootcss.com/snabbdom/0.7.3/snabbdom-eventlisteners.min.js"></script>
  <script src="https://cdn.bootcss.com/snabbdom/0.7.3/h.js"></script>
  <script>
    let snabbdom = window.snabbdom;

    // 定义patch
    let patch = snabbdom.init([
      snabbdom_class,
      snabbdom_props,
      snabbdom_style,
      snabbdom_eventlisteners
    ]);

    //定义h
    let h = snabbdom.h;

    const data = [{
        name: "张三",
        age: "20",
        address: "北京"
      },
      {
        name: "李四",
        age: "21",
        address: "武汉"
      },
      {
        name: "王五",
        age: "22",
        address: "杭州"
      },
    ];
    data.unshift({name: "姓名", age: "年龄", address: "地址"});

    let container = document.getElementById('container');
    let vnode;
    const render = (data) => {
      let newVnode = h('table', {}, data.map(item => { 
        let tds = [];
        for(let i in item) {
          if(item.hasOwnProperty(i)) {
            tds.push(h('td', {}, item[i] + ''));
          }
        }
        return h('tr', {}, tds);
      }));

      if(vnode) {
          patch(vnode, newVnode);
      } else {
          patch(container, newVnode);
      }
      vnode = newVnode;
    }

    render(data);

    let btnChnage = document.getElementById('btn-change');
    btnChnage.addEventListener('click', function() {
      data[1].age = 30;
      data[2].address = "深圳";
      //re-render
      render(data);
    })
  </script>
</body>
</html>

在页面中，你会发现，只有改变的栏目才闪烁，也就是进行重绘，数据没有改变的栏目还是保持原样，这样就大大节省了浏览器重新渲染的开销。

四、diff算法

如果没有 Virtual DOM，简单来说就是直接重置 innerHTML。这样操作，在一个大型列表所有数据都变了的情况下，还算是合理，但是，当只有一行数据发生变化时，它也需要重置整个 innerHTML，这时候显然就造成了大量浪费。

比较 innerHTML 和 Virtual DOM 的重绘过程如下：

innerHTML: render html string + 重新创建所有 DOM 元素
Virtual DOM: render Virtual DOM + diff + 必要的 DOM 更新

和 DOM 操作比起来，js 计算是非常便宜的。Virtual DOM render + diff 显然比渲染 html 字符串要慢，但是，它依然是纯 js 层面的计算，比起后面的 DOM 操作来说，依然便宜了太多。

React.js 相对于直接操作原生 DOM 有很大的性能优势，很大程度上都要归功于 virtual DOM 的 batching 和 diff。batching 把所有的 DOM 操作搜集起来，一次性提交给真实的 DOM。diff 算法时间复杂度也从标准的的 Diff 算法的 O(n^3) 降到了 O(n)。

1、什么是diff算法？

所谓diff算法，就是用来找出两段文本之间的差异的一种算法。

作为一个前端，大家经常会听到diff算法这个词，其实diff并不是前端原创的算法，其实这一个算法早已在linux的diff命令中有所体现，并且大家常用的git diff也是运用的diff算法。

2、vdom为什么用diff算法

DOM操作是非常昂贵的，因此我们需要尽量地减少DOM操作。这就需要找出本次DOM必须更新的节点来更新，其他的不更新，这个找出的过程，就需要应用diff算法。

3、vdom中diff算法的简易实现

思路：

算法实现

步骤一：用JS对象模拟DOM树
步骤二：比较两棵虚拟DOM树的差异
步骤三：把差异应用到真正的DOM树上

以下代码只是帮助大家理解diff算法的原理和流程，不可用于生产环境。

将vdom转化为真实dom：

const createElement = (vnode) => {
  let tag = vnode.tag;
  let attrs = vnode.attrs || {};
  let children = vnode.children || [];
  if(!tag) {
    return null;
  }
  //创建元素
  let elem = document.createElement(tag);
  //属性
  let attrName;
  for (attrName in attrs) {
    if(attrs.hasOwnProperty(attrName)) {
      elem.setAttribute(attrName, attrs[attrName]);
    }
  }
  //子元素
  children.forEach(childVnode => {
    //给elem添加子元素
    elem.appendChild(createElement(childVnode));
  })

  //返回真实的dom元素
  return elem;
}

用简易diff算法做更新操作:

function updateChildren(vnode, newVnode) {
  let children = vnode.children || [];
  let newChildren = newVnode.children || [];

  children.forEach((childVnode, index) => {
    let newChildVNode = newChildren[index];
    if(childVnode.tag === newChildVNode.tag) {
      //深层次对比, 递归过程
      updateChildren(childVnode, newChildVNode);
    } else {
      //替换
      replaceNode(childVnode, newChildVNode);
    }
  })
}

推荐文章：http://www.alloyteam.com/2015/10/react-virtual-analysis-of-the-dom/

https://www.zhihu.com/question/31809713/answer/53544875

来看一看Virtual DOM是什么

一、vdom是什么？

二、vdom有啥用？

三、使用snabbdom实现vdom

四、diff算法

1、什么是diff算法？

2、vdom为什么用diff算法

3、vdom中diff算法的简易实现

常见问题FAQ

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一、vdom是什么？

二、vdom有啥用？

三、使用snabbdom实现vdom

四、diff算法

1、什么是diff算法？

2、vdom为什么用diff算法

3、vdom中diff算法的简易实现

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