Vue的虚拟DOM机制介绍

1. 什么是虚拟 DOM（Virtual DOM）
   • 虚拟 DOM 是一个 JavaScript 对象，它以对象的形式模拟真实 DOM 的层次结构。在 Vue.js 中，每个组件都有一个对应的虚拟 DOM 树。这个虚拟 DOM 树包含了组件的标签名、属性、子节点等信息，就像是真实 DOM 的一个轻量级的副本。
   • 例如，对于一个简单的 HTML 元素<div id="app" class="container"><h1>Hello</h1></div>，其虚拟 DOM 表示可能是一个类似如下的 JavaScript 对象：

   {
       tag: 'div',
       attrs: {
           id: 'app',
           class: 'container'
       },
       children: [
           {
               tag: 'h1',
               children: ['Hello']
           }
       ]
   }
   

2. 虚拟 DOM 的作用
   • 高效的 DOM 操作：在传统的 JavaScript 操作中，直接修改真实 DOM 是非常耗时的。因为每次修改 DOM 都会引起浏览器的重排（reflow）和重绘（repaint）。而虚拟 DOM 可以将多次 DOM 操作合并，然后通过对比算法（diff 算法）找出真正需要更新的部分，最后一次性地更新真实 DOM，从而减少了重排和重绘的次数，提高了性能。
   • 跨平台能力：虚拟 DOM 是一个 JavaScript 对象，它不依赖于具体的浏览器环境。这使得 Vue.js 可以更容易地将其渲染逻辑应用到其他平台，如服务器端渲染（SSR）、原生应用开发（通过 Weex 等）等。
3. Vue 中虚拟 DOM 的工作流程
   • 初次渲染
     • 当一个 Vue 组件首次被创建时，Vue 会根据组件的模板（template）或者渲染函数（render function）生成一个虚拟 DOM 树。这个过程就像是把模板中的 HTML 标签、数据绑定、指令等信息转换为一个 JavaScript 对象（虚拟 DOM）。
     • 例如，对于模板<template><div>{{message}}</div></template>，其中message是组件的数据，Vue 会将其转换为一个包含div标签、message数据绑定的虚拟 DOM 对象。
     • 然后，通过一个叫做patch的过程，将虚拟 DOM 树转换为真实 DOM 并挂载到页面上。这个patch过程实际上是一个递归的函数，它会根据虚拟 DOM 对象的结构，创建对应的真实 DOM 节点，并设置属性、添加子节点等操作。
   • 数据更新时的重新渲染
     • 当组件的数据发生变化时，Vue 会重新执行渲染函数（或者重新解析模板），生成一个新的虚拟 DOM 树。
     • 接下来，Vue 会使用diff算法来比较新的虚拟 DOM 树和旧的虚拟 DOM 树之间的差异。diff算法会以一种高效的方式找出两个树之间哪些节点发生了变化、是新增的还是删除的等。
     • 例如，假设组件的数据message从Hello更新为World，Vue 会发现<div>标签中的文本内容发生了变化。diff算法会将这个变化记录下来。
     • 最后，根据diff算法的结果，只更新真实 DOM 中需要更新的部分。在这个例子中，只会更新<div>标签中的文本内容，而不会重新渲染整个组件的 DOM。这就是虚拟 DOM 的高效之处，它避免了不必要的 DOM 操作。
4. Vue 的 diff 算法细节
   • 同层比较原则：Vue 的diff算法采用了同层比较的原则，也称为分层比较。它不会跨层比较节点，而是先比较两个虚拟 DOM 树的根节点，如果根节点相同（例如都是div标签），再比较它们的属性和子节点。如果根节点不同，就直接替换整个节点。
   • 节点复用：在比较子节点时，diff算法会尽量复用已有的节点。例如，如果新旧虚拟 DOM 树中都有一个无序列表<ul>，并且<ul>中的列表项<li>数量和类型大致相同，diff算法会尝试复用这些<li>节点，只更新它们的内容或者属性。
   • 列表对比的优化：对于列表类型的节点（例如v - for循环生成的节点），Vue 使用了一些特殊的策略来提高diff效率。它会给每个列表项添加一个唯一的key属性，通过key来准确地识别节点的移动、添加或者删除。如果没有key，diff算法可能会错误地复用节点，导致数据显示错误。
   • 例如，有一个列表[1, 2, 3]通过v - for渲染为<li v - for="item in list" :key="item">{{item}}</li>，当列表更新为[1, 3, 4]时，diff算法会根据key属性准确地判断出2被删除了，4是新增的，3的位置可能发生了变化，从而正确地更新 DOM。