动手写一个简易的 Virtual DOM，加强阅读源码的能力

Posted 2021-07-15 前端小智@大迁世界

作者：Siddharth
译者：前端小智
来源：dev

有梦想，有干货，微信搜索 【大迁世界】 关注这个在凌晨还在刷碗的刷碗智。

本文 GitHub https://github.com/qq449245884/xiaozhi 已收录，有一线大厂面试完整考点、资料以及我的系列文章。

你可能听说过Virtual DOM(以及Shadow DOM)。甚至可能使用过它(JSX基本上是VDOM的语法糖)。如果你想了解更多，那么就看看今天这篇文章。

什么是虚拟DOM？

DOM操作很贵。做一次时，差异可能看起来很小(分配一个属性给一个对象之间大约0.4毫秒的差异)，但它会随着时间的推移而增加。

// 将属性赋值给对象1000次
let obj = {};
console.time("obj");
for (let i = 0; i < 1000; i++) {
  obj[i] = i;
}
console.timeEnd("obj");

// 操纵dom 1000次
console.time("dom");
for (let i = 0; i < 1000; i++) {
  document.querySelector(".some-element").innerhtml += i;
}
console.timeEnd("dom");

当我运行上面的代码片段时，我发现第一个循环花费了约3ms，而第二个循环花费了约41ms。

我们举一个更真实的例子。

function generateList(list) {
    let ul = document.createElement('ul');
    document.getElementByClassName('.fruits').appendChild(ul);

    list.forEach(function (item) {
        let li = document.createElement('li');
        ul.appendChild(li);
        li.innerHTML += item;
    });

    return ul;
}

document.querySelector("ul.some-selector").innerHTML = generateList(["Banana", "Apple", "Orange"])

到目前为止，一切都好。现在，如果数组改变，我们需要重新渲染，我们这样做:

document.querySelector("ul.some-selector").innerHTML = generateList(["Banana", "Apple", "Mango"])

看看出了什么问题？

即使只需要改变一个元素，我们也会改变整个元素，因为我们很懒。

这就是为什么创建了虚拟DOM的原因。那什么是虚拟 Dom?

Virtual DOM是DOM作为对象的表示。 假设我们有下面的 HTML:

<div class="contents">
    <p>Text here</p>
    <p>Some other <b>Bold</b> content</p>
</div>

它可以写作以下VDOM对象：

let vdom = {
    tag: "div",
    props: { class: 'contents' },
    children: [
        {
            tag: "p",
            children: "Text here"
        },
        {
            tag: "p",
            children: ["Some other ", { tag: "b", children: "Bold" }, " content"]
        }

    ]
}

请注意，实际开发中可能存在更多属性，这是一个简化的版本。

VDOM是一个对象，带有：

• 一个名为tag(有时也称为type)的属性，它表示标签的名称
• 一个名为props的属性，包含所有 props
• 如果内容只是文本，则为字符串
• 如果内容包含元素，则vdom数组

我们这样使用 VDOM:

• 我们改变了vdom而不是dom
• 函数检查DOM和VDOM之间的所有差异，只更改变化的部分
• 改变VDOM被标记为最新的改变，这样我们下次比较VDOM时就可以节省更多的时间。

有什么好处？

知道了什么是 VDOM，我们来改进一下前面的 generateList函数。

function generateList(list) {
    // VDOM 生成过程，待下补上
}

patch(oldUL, generateList(["Banana", "Apple", "Orange"]));

不要介意patch函数，它的作用是就将更改的部分附加到DOM中。以后再改变DOM时：

patch(oldUL, generateList(["Banana", "Apple", "Mango"]));

patch函数发现只有第三个li发生了变化，，而不是所有三个元素都发生了变化，所以只会操作第三个 li 元素。

构建 VDOM！

我们需要做4件事：

• 创建一个虚拟节点（vnode）
• 挂载 VDOM
• 卸载 VDOM
• Patch (比较两个vnode，找出差异，然后挂载)

创建 vnode

function createVNode(tag, props = {}, children = []) {
    return { tag, props, children}
}

在Vue（和许多其他地方）中，此函数称为h，hyperscript 的缩写。

挂载 VDOM

通过挂载，将vnode附加到任何容器，如#app或任何其他应该挂载它的地方。

这个函数将递归遍历所有节点的子节点，并将它们挂载到各自的容器中。

注意，下面的所有代码都放在挂载函数中。

function mount(vnode, container) { ... }

创建DOM元素

const element = (vnode.element = document.createElement(vnode.tag))

你可能会想这个vnode.element是什么。 它只是一个内部设置的属性，我们可以根据它知道哪个元素是vnode的父元素。

从props 对象设置所有属性。我们可以对它们进行循环

Object.entries(vnode.props || {}).forEach([key, value] => {
    element.setAttribute(key, value)
})

挂载子元素，有两种情况需要处理：

• children 只是文本
• children 是 vnode 数组

if (typeof vnode.children === 'string') {
    element.textContent = vnode.children
} else {
    vnode.children.forEach(child => {
        mount(child, element) // 递归挂载子节点
    })
}

最后，我们必须将内容添加到DOM中:

container.appendChild(element)

最终的结果:

function mount(vnode, container) { 
    const element = (vnode.element = document.createElement(vnode.tag))

    Object.entries(vnode.props || {}).forEach([key, value] => {
        element.setAttribute(key, value)
    })

    if (typeof vnode.children === 'string') {
        element.textContent = vnode.children
    } else {
        vnode.children.forEach(child => {
            mount(child, element) // Recursively mount the children
        })
    }

    container.appendChild(element)
}

卸载 vnode

卸载就像从DOM中删除一个元素一样简单:

function unmount(vnode) {
    vnode.element.parentNode.removeChild(vnode.element)
}

patch vnode.

这是我们必须编写的(相对而言)最复杂的函数。要做的事情就是找出两个vnode之间的区别，只对更改部分进行 patch。

function patch(VNode1, VNode2) {
    // 指定父级元素
    const element = (VNode2.element = VNode1.element);

    // 现在我们要检查两个vnode之间的区别

    // 如果节点具有不同的标记，则说明整个内容已经更改。
    if (VNode1.tag !== VNode2.tag) {
        // 只需卸载旧节点并挂载新节点
        mount(VNode2, element.parentNode)
        unmount(Vnode1)
    } else {
        // 节点具有相同的标签
        // 所以我们要检查两个部分
        // - Props
        // - Children

        // 这里不打算检查 Props，因为它会增加代码的复杂性，我们先来看怎么检查 Children 就行啦

        // 检查 Children
        // 如果新节点的 children 是字符串
        if (typeof VNode2.children == "string") {
            // 如果两个孩子完全不同
            if (VNode2.children !== VNode1.children) {
                element.textContent = VNode2.children;
            }
        } else {
            // 如果新节点的 children 是一个数组
            // - children 的长度是一样的
            // - 旧节点比新节点有更多的子节点
            // - 新节点比旧节点有更多的子节点

            // 检查长度
            const children1 = VNode1.children;
            const children2 = VNode2.children;
            const commonLen = Math.min(children1.length, children2.length)

            // 递归地调用所有公共子节点的patch
            for (let i = 0; i < commonLen; i++) {
                patch(children1[i], children2[i])
            }

            // 如果新节点的children 比旧节点的少
            if (children1.length > children2.length) {
                children1.slice(children2.length).forEach(child => {
                    unmount(child)
                })
            }

            //  如果新节点的children 比旧节点的多
            if (children2.length > children1.length) {
                children2.slice(children1.length).forEach(child => {
                    mount(child, element)
                })
            }

        }
    }
}

这是vdom实现的一个基本版本，方便我们快速掌握这个概念。当然还有一些事情要做，包括检查 props 和一些性能方面的改进。

现在让我们渲染一个vdom！

回到generateList例子。对于我们的vdom实现，我们可以这样做

function generateList(list) {
    let children = list.map(child => createVNode("li", null, child));

    return createVNode("ul", { class: 'fruits-ul' }, children)
}

mount(generateList(["apple", "banana", "orange"]), document.querySelector("#app")/* any selector */)

线上示例：https://codepen.io/SiddharthShyniben/pen/MWpQrwM

~完，我是小智，SPA 走一波，下期见！

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代码部署后可能存在的BUG没法实时知道，事后为了解决这些BUG，花了大量的时间进行log 调试，这边顺便给大家推荐一个好用的BUG监控工具 Fundebug。

原文：https://dev.to/siddharthshyniben/what-is-the-virtual-dom-let-s-build-it-5070

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