vue3 diff算法

Vue 3的Diff算法（又称Reactivity Diff）是其性能优化的核心改进之一。相比Vue 2的双端Diff算法，Vue 3通过最长递增子序列优化（Longest Increasing Subsequence, LIS）将时间复杂度从O(n²)降低至接近O(n)，尤其在处理大规模列表时性能提升显著。以下从背景、步骤和源码三个维度详细解析：

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一、算法背景

1. DOM更新瓶颈
   传统Diff算法（如Vue 2的双端比较）需要全量递归比较节点树，对每个节点进行位置判断：

   • O(n³)时间复杂度（理论上）
   • 实际通过启发式算法（双指针）优化到O(n²)，但仍存在性能瓶颈

2. Vue 3的优化方向

   • 静态提升（Hoist Static）：标识静态节点跳过Diff
   • Preset Flags：通过编译时标记动态内容（如patchFlag）
   • Block Tree：将动态节点归类为Block，减少需Diff的节点范围
   • 最长递增子序列算法：高效处理顺序变化的动态列表

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二、算法步骤详解

Vue 3的Diff分为三个核心阶段，源码实现在/src/runtime-core/src/renderer.ts的patchKeyedChildren函数。

步骤1：同步前/后置节点（同Vue 2双端优化）

// 简化版代码逻辑
let i = 0
const e1 = oldChildren.length - 1 // 旧子节点尾部
const e2 = newChildren.length - 1 // 新子节点尾部

// 1. 同步头部（从前往后比对）
while (i <= e1 && i <= e2 && isSameVNode(oldChildren[i], newChildren[i])) {
  patch(oldChildren[i], newChildren[i])
  i++
}

// 2. 同步尾部（从后往前比对）
while (i <= e1 && i <= e2 && isSameVNode(oldChildren[e1], newChildren[e2])) {
  patch(oldChildren[e1], newChildren[e2])
  e1--
  e2--
}

步骤2：处理新增/删除节点

• 情况1：旧节点已处理完，剩余新节点需要挂载（Mount）
• 情况2：新节点已处理完，剩余旧节点需要卸载（Unmount）

if (i > e1) {
  // 新增节点
  const nextPos = e2 + 1
  const anchor = nextPos < newChildren.length ? newChildren[nextPos].el : null
  while (i <= e2) {
    patch(null, newChildren[i], anchor)
    i++
  }
} else if (i > e2) {
  // 删除节点
  while (i <= e1) {
    unmount(oldChildren[i])
    i++
  }
}

步骤3：处理中间乱序节点（关键步骤）

1. 构建Key-Index映射表

   const keyToNewIndexMap = new Map()
   for (let j = i; j <= e2; j++) {
     keyToNewIndexMap.set(newChildren[j].key, j)
   }
   

2. 确定旧节点复用性
   遍历旧中间节点，找出可复用的节点位置：

   const newIndexToOldIndexMap = new Array(e2 - i + 1).fill(-1)
   for (let j = i; j <= e1; j++) {
     const oldChild = oldChildren[j]
     const newIndex = keyToNewIndexMap.get(oldChild.key)
     if (newIndex === undefined) {
       // 无对应Key，卸载旧节点
       unmount(oldChild)
     } else {
       newIndexToOldIndexMap[newIndex - i] = j // 记录旧节点索引
       patch(oldChild, newChildren[newIndex])  // 递归更新子节点
     }
   }
   

3. 求最长递增子序列（LIS）优化移动

   const increasingNewIndexSequence = getSequence(newIndexToOldIndexMap)
   let lastIndex = increasingNewIndexSequence.length - 1
   // 逆序移动非LIS元素，确保DOM操作最少
   for (let j = newIndexToOldIndexMap.length - 1; j >= 0; j--) {
     const newIndex = i + j
     const anchor = newIndex + 1 < newChildren.length ? newChildren[newIndex + 1].el : null
     if (newIndexToOldIndexMap[j] === -1) {
       // 新增节点
       patch(null, newChildren[newIndex], anchor)
     } else {
       if (j !== increasingNewIndexSequence[lastIndex]) {
         // 移动节点到正确位置
         insert(newChildren[newIndex].el, container, anchor)
       } else {
         lastIndex--
       }
     }
   }
   

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三、关键优化点与源码分析

1. 最长递增子序列算法
   通过getSequence函数（源码中使用二分法优化）生成LIS索引数组，确保：

   • 保持顺序的节点（LIS中的元素）无需移动
   • 非LIS元素按序插入对应的正确位置，最小化DOM操作次数

2. 复用逻辑清晰

   • patchFlag标记： 如DYNAMIC_SLOTS等标记，用于快速判断是否跳过子节点递归比较
   • 静态提升： 在编译阶段标记静态节点，直接在Diff过程中跳过

3. 性能对比示例

   • 旧列表：[A, B, C, D]
   • 新列表：[D, A, B, C]
   • Vue 2双端Diff：需要移动3次（A→D后）
   • Vue 3 LIS优化：检测到A, B, C是LIS（最长递增索引序列），仅需移动D到队首一次

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四、总结与对比

优化项	Vue 2双端Diff	Vue 3 LIS Diff
时间复杂度	O(n²)	接近O(n)（借助LIS优化）
DOM移动次数	较多	显著减少
静态处理	无	静态提升跳过Diff
动态列表性能	较差	优异

Vue 3的Diff算法通过结合编译时优化与运行时高效对比策略，大幅提升了更新性能，尤其对动态列表和大型应用优化显著。理解这些机制能帮助我们更好地进行性能调优。