前沿技术解密——VirtualDOM

 

作为React的核心技术之一Virtual DOM，一直披着神秘的面纱。

实际上，Virtual DOM包含：

1. Javascript DOM模型树（VTree），类似文档节点树（DOM）
2. DOM模型树转节点树方法（VTree -> DOM）
3. 两个DOM模型树的差异算法（diff(VTree, VTree) -> PatchObject）
4. 根据差异操作节点方法（patch(DOMNode, PatchObject) -> DOMNode）

接下来我们分别探讨这几个部分：

VTree

VTree模型非常简单，基本结构如下：

{
    // tag的名字
    tagName: 'p',
    // 节点包含属性
    properties: {
        style: {
            color: '#fff'
        }
    },
    // 子节点
    children: [],
    // 该节点的唯一表示，后面会讲有啥用
    key: 1
}

所以我们很容易写一个方法来创建这种树状结构，例如React是这么创建的：

// 创建一个div
react.createElement('div', null, [
    // 子节点img
    react.createElement('img', { src: "avatar.png", class: "profile" }),
    // 子节点h3
    react.createElement('h3', null, [[user.firstName, user.lastName].join(' ')])
]);

VTree -> DOM

这方法也不太难，我们实现一个简单的：

function create(vds, parent) {
  // 首先看看是不是数组，如果不是数组统一成数组
  !Array.isArray(vds) && (vds = [vds]);
  //  如果没有父元素则创建个fragment来当父元素
  parent = parent || document.createDocumentFragment();
  var node;
  // 遍历所有VNode
  vds.forEach(function (vd) {
    // 如果VNode是文字节点
    if (isText(vd)) {
      // 创建文字节点
      node = document.createTextNode(vd.text);
    // 否则是元素
    } else {
      // 创建元素
      node = document.createElement(vd.tag);
    }
    // 将元素塞入父容器
    parent.appendChild(node);
    // 看看有没有子VNode，有孩子则处理孩子VNode
    vd.children && vd.children.length &&
      create(vd.children, node);

    // 看看有没有属性，有则处理属性
    vd.properties &&
      setProps({ style: {} }, vd.properties, node);
  });
  return parent;
}

diff(VTree, VTree) -> PatchObject

差异算法是Virtual DOM的核心，实际上该差异算法是个取巧算法（当然你不能指望用O(n^3)的复杂度来解决两个树的差异问题吧），不过能解决Web的大部分问题。

那么React是如何取巧的呢？

1. 分层对比

如图，React仅仅对同一层的节点尝试匹配，因为实际上，Web中不太可能把一个Component在不同层中移动。

2. 基于key来匹配

还记得之前在VTree中的属性有一个叫key的东东么？这个是一个VNode的唯一识别，用于对两个不同的VTree中的VNode做匹配的。

这也很好理解，因为我们经常会在Web遇到拥有唯一识别的Component（例如课程卡片、用户卡片等等）的不同排列问题。

3. 基于自定义元素做优化

React提供自定义元素，所以匹配更加简单。

patch(DOMNode, PatchObject) -> DOMNode

由于diff操作已经找出两个VTree不同的地方，只要根据计算出来的结果，我们就可以对DOM的进行差异渲染。

扩展阅读

具体可参考下面两份代码实现：

1. @Matt-Esch实现的：virtual-dom
2. 我们自己做的简版实现，用于Mobile页面渲染的：qvd