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相关问题
- 虚拟 DOM 是什么
- 虚拟 DOM 的作用
- 讲一下 Vue 的 Diff 算法
回答关键点
虚拟 DOM
时间复杂度O(n)
现代网站大多具有复杂布局,大量的节点和交互操作等特征,直接操作 DOM 方法不当带来的性能问题不可忽视。虚拟 DOM 的本质是 JavaScript 对象,它可以代表 DOM 的一部分特征,是 DOM 的抽象简化版本。通过预先操作虚拟 DOM,在某个时机找出和真实 DOM 之间的差异部分并重新渲染,来提升操作真实 DOM 的性能和效率。
为达到这个目的,还需要关注两个问题:什么时候重新渲染,怎么高效选择重新渲染的范围。找出需要重新渲染的范围,就是 Diff 的过程。React 和 Vue 的 Diff 算法思路基本一致,只对同层节点进行比较,利用唯一标识符对节点进行区分。
知识点深入
1. Diff 算法
两棵树的比对和更新,涉及到树编辑距离(Tree Editing Distance)算法:将一棵树转化为另一棵树的最小操作成本。操作类型包括:删除、插入、修改。时间复杂度为 O(n^3)。
为了降低时间复杂度,React 和 Vue 的思路是基于以下两个假设条件,缩减递归迭代规模,将 Diff 算法的时间复杂度降低为 O(n):
- 相同类型的组件产生相同的 DOM 结构,反之亦然。所以不同类型组件的结构不需要进一步递归 Diff。
- 同一层级的一组节点,可以通过唯一标识符进行区分。
2. React Reconciliation
在 React 中,将虚拟 DOM 和真实 DOM 进行比对然后同步的过程被称为 Reconciliation(调和),Fiber 是 React 16 中新的调和引擎。它的主要目标是实现虚拟 DOM 的增量渲染。
Diff 的大致过程是,当对比两棵虚拟 DOM 树时,React 先对比根元素。依据根元素的类型不同,会有不同的操作:
-
不同类型的元素
如果元素的类型不同,React 会抛弃旧树并建立新树。如以下情况,会导致完全重建:
<!-- old --> <button class="bg-blue-100">HZFE</button> <!-- new --> <div class="bg-blue-100">HZFE</div>
-
相同类型的元素
如果元素是两个相同类型的 React DOM 元素时,React 会查看两者的属性,保留 DOM 节点,只更新改变的属性。如以下情况,React 只更新颜色样式。
<!-- old --> <button class="bg-blue-100 text-center">HZFE</button> <!-- new --> <button class="bg-red-100 text-center">HZFE</button>
在元素类型相同的情况下,比对完元素后,会递归元素的子元素。默认情况下,React 会同时迭代新老两个子元素列表。对于列表的更新,React 建议在列表项中标识 key 属性。避免以下低效场景:
<!-- bad -->
<!-- React 不会意识到可以保留<li>HZFE</li>和<li>Front-End</li>子树的完整,而是重写每个元素 -->
<!-- old -->
<ul>
<li>HZFE</li>
<li>Front-End</li>
</ul>
<!-- new -->
<ul>
<li>Back-End</li>
<li>HZFE</li>
<li>Front-End</li>
</ul>
<!-- good -->
<!-- 子列表项有稳定且在兄弟节点中唯一的 key 属性, -->
<!-- React 使用 key 从新老树中匹配对应节点比较,提高 Diff 效率。 -->
<!-- old -->
<ul>
<li key="2016">HZFE</li>
<li key="2017">Front-End</li>
</ul>
<!-- new -->
<ul>
<li key="2015">Back-End</li>
<li key="2016">HZFE</li>
<li key="2017">Front-End</li>
</ul>
2. Vue2.x Diff
Vue 的 Diff 算法和 React 的类似,只在同一层次进行比较,不进行跨层比较。如果两个元素被判定为不相同,则不继续递归比较。在 Diff 子元素的过程中,采用双端比较的方法,设立 4 个指针:
- oldStartIdx 指向旧子元素列表中,从左边开始 Diff 的元素索引。初始值:第一个元素的索引。
- newStartIdx 指向新子元素列表中,从左边开始 Diff 的元素索引。初始值:第一个元素的索引。
- oldEndIdx 指向旧子元素列表中,从右边开始 Diff 的元素索引。初始值:最后一个元素的索引。
- newEndIdx 指向新子元素列表中,从右边开始 Diff 的元素索引。初始值:最后一个元素的索引。
Vue 同时遍历新老子元素虚拟 DOM 列表,并采用头尾比较。一般有 4 种情况:
-
当新老 start 指针指向的是相同节点
复用节点并按需更新。
新老 start 指针向右移动一位。
-
当新老 end 指针指向的是相同节点
复用节点并按需更新。
新老 end 指针向左移动一位。
-
当老 start 指针和新 end 指针指向的是相同节点
复用节点并按需更新,将节点对应的真实 DOM 移动到子元素列表队尾。
老 start 指针向右移动一位。
新 end 指针向左移动一位。
-
当老 end 指针和新 start 指针指向的是相同节点
复用节点并按需更新,将节点对应的真实 DOM 移动到子元素列表队头。
老 end 指针向左移动一位。
新 start 指针向右移动一位。
在不满足以上情况的前提下,会尝试检查新 start 指针指向的节点是否有唯一标识符 key,如果有且能在旧列表中找到拥有相同 key 的相同类型节点,则可复用并按需更新,且移动节点到新的位置。新 start 指针向右移动一位。如果依旧不满足条件,则新增相关节点。
当新老列表的中任意一个列表的头指针索引大于尾指针索引时,循环遍历结束,按需删除或新增相关节点即可。