写点什么

你不知道的 virtual DOM(二):Virtual Dom 的更新

  • 2020-03-08
  • 本文字数:3830 字

    阅读完需:约 13 分钟

你不知道的virtual DOM(二):Virtual Dom的更新

一、前言

目前最流行的两大前端框架,React 和 Vue,都不约而同的借助 Virtual DOM 技术提高页面的渲染效率。那么,什么是 Virtual DOM ?它是通过什么方式去提升页面渲染效率的呢?本系列文章会详细讲解 Virtual DOM 的创建过程,并实现一个简单的 Diff 算法来更新页面。本文的内容脱离于任何的前端框架,只讲最纯粹的 Virtual DOM 。敲单词太累了,下文 Virtual DOM 一律用 VD 表示。


这是 VD 系列文章的第二篇,本文将会实现一个简单的 VD Diff 算法,计算出差异并反映到真实的 DOM 上去。

二、思路

使用 VD 的框架,一般的设计思路都是页面等于页面状态的映射,即 UI=render(state)。当需要更新页面的时候,无需关心 DOM 具体的变换方式,只需要改变 state即可,剩下的事情( render)将由框架代劳。我们考虑最简单的情况,当 state 发生变化时,我们重新生成整个 VD ,触发比较的操作。上述过程分为以下四步:


  • state 变化,生成新的 VD

  • 比较 VD 与之前 VD 的异同

  • 生成差异对象( patch

  • 遍历差异对象并更新 DOM 差异对象的数据结构是下面这个样子,与每一个 VDOM 元素一一对应:


{  type,  vdom,  props: [{        type,        key,        value       }]  children}
复制代码


最外层的 type 对应的是 DOM 元素的变化类型,有 4 种:新建、删除、替换和更新。props 变化的 type 只有 2 种:更新和删除。枚举值如下:


const nodePatchTypes = {  CREATE: 'create node',  REMOVE: 'remove node',  REPLACE: 'replace node',  UPDATE: 'update node'}
const propPatchTypes = { REMOVE: 'remove prop', UPDATE: 'update prop'}
复制代码

三、代码实现

我们做一个定时器,500 毫秒运行一次,每次对 state 加 1。页面的 li元素的数量随着 state 而变。


let state = { num: 5 };let timer;let preVDom;
function render(element) { // 初始化的 VD const vdom = view(); preVDom = vdom;
const dom = createElement(vdom); element.appendChild(dom);

timer = setInterval(() => { state.num += 1; tick(element); }, 500);}
function tick(element) { if (state.num > 20) { clearTimeout(timer); return; }
const newVDom = view();}
function view() { return ( <div> Hello World <ul> { // 生成元素为0到n-1的数组 [...Array(state.num).keys()] .map( i => ( <li id={i} class={`li-${i}`}> 第{i * state.num} </li> )) } </ul> </div> );}
复制代码


接下来,通过对比 2 个 VD,生成差异对象。


function tick(element) {  if (state.num > 20) {    clearTimeout(timer);    return;  }
const newVDom = view();
// 生成差异对象 const patchObj = diff(preVDom, newVDom);}
function diff(oldVDom, newVDom) { // 新建 node if (oldVDom == undefined) { return { type: nodePatchTypes.CREATE, vdom: newVDom } }
// 删除 node if (newVDom == undefined) { return { type: nodePatchTypes.REMOVE } }
// 替换 node if ( typeof oldVDom !== typeof newVDom || ((typeof oldVDom === 'string' || typeof oldVDom === 'number') && oldVDom !== newVDom) || oldVDom.tag !== newVDom.tag ) { return { type: nodePatchTypes.REPLACE, vdom: newVDom } }
// 更新 node if (oldVDom.tag) { // 比较 props 的变化 const propsDiff = diffProps(oldVDom, newVDom);
// 比较 children 的变化 const childrenDiff = diffChildren(oldVDom, newVDom);
// 如果 props 或者 children 有变化,才需要更新 if (propsDiff.length > 0 || childrenDiff.some( patchObj => (patchObj !== undefined) )) { return { type: nodePatchTypes.UPDATE, props: propsDiff, children: childrenDiff } }
}}
// 比较 props 的变化function diffProps(oldVDom, newVDom) { const patches = [];
const allProps = {...oldVDom.props, ...newVDom.props};
// 获取新旧所有属性名后,再逐一判断新旧属性值 Object.keys(allProps).forEach((key) => { const oldValue = oldVDom.props[key]; const newValue = newVDom.props[key];
// 删除属性 if (newValue == undefined) { patches.push({ type: propPatchTypes.REMOVE, key }); } // 更新属性 else if (oldValue == undefined || oldValue !== newValue) { patches.push({ type: propPatchTypes.UPDATE, key, value: newValue }); } } )
return patches;}
// 比较 children 的变化function diffChildren(oldVDom, newVDom) { const patches = [];
// 获取子元素最大长度 const childLength = Math.max(oldVDom.children.length, newVDom.children.length);
// 遍历并diff子元素 for (let i = 0; i < childLength; i++) { patches.push(diff(oldVDom.children[i], newVDom.children[i])); }
return patches;}
复制代码


计算得出的差异对象是这个样子的:


{  type: "update node",  props: [],  children: [    null,     {      type: "update node",      props: [],      children: [        null,         {          type: "update node",          props: [],          children: [            null,             {              type: "replace node",              vdom: 6            }          ]        }      ]    },    {      type: "create node",      vdom: {        tag: "li",        props: {          id: 5,          class: "li-5"        },        children: ["第", 30]      }    }  ]}
复制代码


下一步就是遍历差异对象并更新 DOM 了:


function tick(element) {  if (state.num > 20) {    clearTimeout(timer);    return;  }
const newVDom = view();
// 生成差异对象 const patchObj = diff(preVDom, newVDom);
preVDom = newVDom;
// 给 DOM 打个补丁 patch(element, patchObj);}
// 给 DOM 打个补丁function patch(parent, patchObj, index=0) { if (!patchObj) { return; }
// 新建元素 if (patchObj.type === nodePatchTypes.CREATE) { return parent.appendChild(createElement(patchObj.vdom)); }
const element = parent.childNodes[index];
// 删除元素 if (patchObj.type === nodePatchTypes.REMOVE) { return parent.removeChild(element); }
// 替换元素 if (patchObj.type === nodePatchTypes.REPLACE) { return parent.replaceChild(createElement(patchObj.vdom), element); }
// 更新元素 if (patchObj.type === nodePatchTypes.UPDATE) { const {props, children} = patchObj;
// 更新属性 patchProps(element, props);
// 更新子元素 children.forEach( (patchObj, i) => { // 更新子元素时,需要将子元素的序号传入 patch(element, patchObj, i) }); }}
// 更新属性function patchProps(element, props) { if (!props) { return; }
props.forEach( patchObj => { // 删除属性 if (patchObj.type === propPatchTypes.REMOVE) { element.removeAttribute(patchObj.key); } // 更新或新建属性 else if (patchObj.type === propPatchTypes.UPDATE) { element.setAttribute(patchObj.key, patchObj.value); } })}
复制代码


到此为止,整个更新的流程就执行完了。可以看到页面跟我们预期的一样,每 500 毫秒刷新一次,构造渲染树和绘制页面花的时间也非常少。



作为对比,如果我们在生成新的 VD 后,不经过比较,而是直接重新渲染整个 DOM 的时候,会怎样呢?我们修改一下代码:


function tick(element) {  if (state.num > 20) {    clearTimeout(timer);    return;  }
const newVDom = view(); newDom = createElement(newVDom);
element.replaceChild(newDom, dom);
dom = newDom;
/* // 生成差异对象 const patchObj = diff(preVDom, newVDom);
preVDom = newVDom;
// 给 DOM 打个补丁 patch(element, patchObj); */}
复制代码


效果如下:



可以看到,构造渲染树( Rendering)和绘制页面( Painting)的时间要多一些。但另一方面花在 JS 计算( Scripting)的时间要少一些,因为不需要比较节点的变化。如果算总时间的话,重新渲染整个 DOM 花费的时间反而更少,这是为什么呢?


其实原因很简单,因为我们的 DOM 树太简单了!节点很少,使用到的 css 也很少,所以构造渲染树和绘制页面就花不了多少时间。VD 真正的效果还是要在真实的项目中才体现得出来。

四、总结

本文详细介绍如何实现一个简单的 VD Diff 算法,再根据计算出的差异去更新真实的 DOM 。然后对性能做了一个简单的分析,得出使用 VD 在减少渲染时间的同时增加了 JS 计算时间的结论。基于当前这个版本的代码还能做怎样的优化呢,请期待下一篇的内容:《你不知道的 Virtual DOM(三):Virtual DOM 更新优化》


P.S: 想看完整代码见这里,如果有必要建一个仓库的话请留言给我:代码(https://gist.github.com/dickenslian/a0a8d41a88d566d86271de16cd7738f0


2020-03-08 19:241500

评论

发布
暂无评论
发现更多内容

Mybatis【7】-- Mybatis如何知道增删改是否成功执行?

秦怀杂货店

Java mybatis

第五周作业

胡益

字节跳动自研「BVC2.0」视频编码器在 MSU 2020 中获得四项第一

字节跳动技术团队

字节跳动 视频编码

《爱奇艺安全应急响应中心漏洞评分标准2021》来了

爱奇艺技术产品团队

安全 安全漏洞

开一个世界末日的脑洞

熊斌

我的世界 生活记录 七日更

explicit_defaults_for_timestamp 参数详解

Simon

MySQL 七日更

爱奇艺用户分析平台实践:TB级数据查询秒级返回

dbaplus社群

大数据

Github标星5.3K,网易云的朋友给我这份339页的Android面经,附赠课程+题库

欢喜学安卓

android 程序员 面试 移动开发

架构师训练营第五周课后作业

万有引力

Mybatis【8】-- Mybatis返回List或者Map以及模糊查询怎么搞?

秦怀杂货店

Java mybatis

Mybatis【9】-- Mybatis占位符#{}和拼接符${}有什么区别?

秦怀杂货店

mybatis 预编译

“区块链+”产业生态雏形已现 安全监管逐步完善

CECBC

区块链 区块链生态

星环科技助力商业银行机器学习平台建设

星环科技

FinTech

Angel推荐算法在游戏推荐中的应用

DataFunTalk

学习

附PPT丨如何构建数据库容器化PaaS

dbaplus社群

数据库 容器

安卓开发快速学习!一个小例子彻底搞懂Android的MVP模式到底是什么?面试必问

欢喜学安卓

android 程序员 面试 移动开发

记一次由Arthas引起的Metaspace OOM问题

闲鱼技术

Java 阿里巴巴

架构师入门感悟之十

笑春风

设计模式【1】-- 单例模式到底几种写法?

秦怀杂货店

设计模式

反垄断之下 区块链迎来新生?

CECBC

区块链

JustSwap交易所系统APP开发|JustSwap交易所软件开发

系统开发

LeetCode题解:42. 接雨水,双指针,JavaScript,详细注释

Lee Chen

算法 大前端 LeetCode

Android开发全套学习!不同层级的Android开发者的不同行为,学习路线+知识点梳理

欢喜学安卓

android 程序员 面试 移动开发

Lambda【1】-- List相关Lambda表达式使用(上篇)

秦怀杂货店

Java Lambda

领域驱动设计DDD

积极&丧

毕业三年,如何达到月薪30K?我想跟你聊聊!!

冰河

程序员 程序人生 架构师 升职加薪 提升自我

如何使用数据仓库?

数据社

数据仓库 七日更

区块链发展的3个必经阶段究竟是什么

CECBC

去中心化

附PPT丨广东移动智慧中台能力运营实践

dbaplus社群

中台 中台战略

字节跳动开源云原生机器学习平台 Klever

字节跳动技术团队

学习 字节跳动

一直在云上的星空联盟,“真”上云了

亚马逊云科技 (Amazon Web Services)

云计算 AWS

你不知道的virtual DOM(二):Virtual Dom的更新_文化 & 方法_大白_InfoQ精选文章