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什么是 Virtual DOM?为什么 Virtual DOM比原生 DOM 快?

俞子实
2023-12-01
  • 大家都知道操作 DOM 是很慢的,为什么慢的原因以及在「浏览器渲染原理」章节中说过,这里就不再赘述了- 那么相较于 DOM来说,操作 JS 对象会快很多,并且我们也可以通过 JS来模拟 DOM
const ul = {
  tag: 'ul',
  props: {
    class: 'list'
  },
  children: {
    tag: 'li',
    children: '1'
  }
}

上述代码对应的 DOM 就是

<ul class='list'>
  <li>1</li>
</ul>

  • 那么既然 DOM 可以通过 JS 对象来模拟,反之也可以通过 JS 对象来渲染出对应的 DOM。当然了,通过 JS 来模拟 DOM 并且渲染对应的 DOM 只是第一步,难点在于如何判断新旧两个 JS 对象的最小差异并且实现局部更新 DOM

首先 DOM 是一个多叉树的结构,如果需要完整的对比两颗树的差异,那么需要的时间复杂度会是 O(n ^ 3),这个复杂度肯定是不能接受的。于是 React 团队优化了算法,实现了 O(n) 的复杂度来对比差异。 实现 O(n) 复杂度的关键就是只对比同层的节点,而不是跨层对比,这也是考虑到在实际业务中很少会去跨层的移动 DOM 元素。 所以判断差异的算法就分为了两步

  • 首先从上至下,从左往右遍历对象,也就是树的深度遍历,这一步中会给每个节点添加索引,便于最后渲染差异
  • 一旦节点有子元素,就去判断子元素是否有不同

在第一步算法中我们需要判断新旧节点的 tagName 是否相同,如果不相同的话就代表节点被替换了。如果没有更改 tagName 的话,就需要判断是否有子元素,有的话就进行第二步算法。
在第二步算法中,我们需要判断原本的列表中是否有节点被移除,在新的列表中需要判断是否有新的节点加入,还需要判断节点是否有移动。

举个例子来说,假设页面中只有一个列表,我们对列表中的元素进行了变更

// 假设这里模拟一个 ul,其中包含了 5 个 li
[1, 2, 3, 4, 5]
// 这里替换上面的 li
[1, 2, 5, 4]

从上述例子中,我们一眼就可以看出先前的 ul 中的第三个li被移除了,四五替换了位置。

那么在实际的算法中,我们如何去识别改动的是哪个节点呢?这就引入了 key 这个属性,想必大家在 Vue 或者 React 的列表中都用过这个属性。这个属性是用来给每一个节点打标志的,用于判断是否是同一个节点。

  • 当然在判断以上差异的过程中,我们还需要判断节点的属性是否有变化等等。
  • 当我们判断出以上的差异后,就可以把这些差异记录下来。当对比完两棵树以后,就可以通过差异去局部更新 DOM,实现性能的最优化。

当然了 Virtual DOM 提高性能是其中一个优势,其实最大的优势还是在于:

  • Virtual DOM作为一个兼容层,让我们还能对接非 Web 端的系统,实现跨端开发。
  • 同样的,通过 Virtual DOM我们可以渲染到其他的平台,比如实现 SSR、同构渲染等等。
  • 实现组件的高度抽象化
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