虚拟DOM知多少

Posted 2021-04-13 入坑互联网

虚拟 DOM （Virtual DOM ）这个概念相信大家都不陌生，从 React 到 Vue ，虚拟 DOM 为这两个框架都带来了跨平台的能力（React-Native 和 Weex）。因为很多人是在学习 React 的过程中接触到的虚拟 DOM ，所以为先入为主，认为虚拟 DOM 和 JSX 密不可分。其实不然，虚拟 DOM 和 JSX 固然契合，但 JSX 只是虚拟 DOM 的充分不必要条件，Vue 即使使用模版，也能把虚拟 DOM 玩得风生水起，同时也有很多人通过 babel 在 Vue 中使用 JSX。

虚拟 DOM 到底是什么，说简单点，就是一个普通的 javascript 对象，包含了 tag、props、children 三个属性。

<div id="app"> <p class="text">hello world!!!</p></div>

转换为虚拟 DOM 如下：

{ tag: 'div', props: { id: 'app' }, chidren: [ { tag: 'p', props: { className: 'text' }, chidren: [ 'hello world!!!' ] } ]}

该对象就是我们常说的虚拟 DOM 了，因为 DOM 是树形结构，所以使用 JavaScript 对象就能很简单的表示。而原生 DOM 因为浏览器厂商需要实现众多的规范（各种 html5 属性、DOM事件），即使创建一个空的 div 也要付出昂贵的代价。虚拟 DOM 提升性能的点在于 DOM 发生变化的时候，通过 diff 算法比对 JavaScript 原生对象，计算出需要变更的 DOM，然后只对变化的 DOM 进行操作，而不是更新整个视图。

真实DOM和其解析流程

浏览器渲染引擎工作流程都差不多，大致分为5步，创建DOM树——创建StyleRules——创建Render树——布局Layout——绘制Painting

第一步，用HTML分析器，分析HTML元素，构建一颗DOM树(标记化和树构建)。

第二步，用CSS分析器，分析CSS文件和元素上的inline样式，生成页面的样式表。

第三步，将DOM树和样式表，关联起来，构建一颗Render树(这一过程又称为Attachment)。每个DOM节点都有attach方法，接受样式信息，返回一个render对象(又名renderer)。这些render对象最终会被构建成一颗Render树。

第四步，有了Render树，浏览器开始布局，为每个Render树上的节点确定一个在显示屏上出现的精确坐标。

第五步，Render树和节点显示坐标都有了，就调用每个节点paint方法，把它们绘制出来。

DOM树的构建是文档加载完成开始的？构建DOM数是一个渐进过程，为达到更好用户体验，渲染引擎会尽快将内容显示在屏幕上。它不必等到整个HTML文档解析完毕之后才开始构建render数和布局。

Render树是DOM树和CSSOM树构建完毕才开始构建的吗？这三个过程在实际进行的时候又不是完全独立，而是会有交叉。会造成一边加载，一遍解析，一遍渲染的工作现象。

CSS的解析是从右往左逆向解析的(从DOM树的下－上解析比上－下解析效率高)，嵌套标签越多，解析越慢。

附上浏览器渲染过程：

为什么虚拟DOM可以提高渲染速度?

传统方式用js操作DOM会有很多额外的DOM操作，例如，一个ul标签下有很多个li标签，其中只有一个li有变化，这种情况下如果使用新的ul去替代旧的ul，其实除了那个发生变化的li节点之外，其他节点都不需要重新渲染。由于DOM操作比较慢，所以这些DOM操作在性能上会有一定的浪费，避免这些不必要的DOM操作会提升很大一部分性能(减少重排重绘从而节省浏览器的性能开销)。

为了避免不必要的DOM操作，虚拟DOM在虚拟节点映射到视图的过程中，将虚拟节点与上一次渲染视图所使用的虚拟节点(oldVnode)做对比，找出真正需要更新的节点来进行DOM操作，从而避免操作其他无任何改动的DOM。其实虚拟DOM在Vue.js中主要做了两件事：

提供与真实DOM节点所对应的虚拟节点vnode 将虚拟节点vnode和旧虚拟节点oldVnode进行比对，然后更新视图 对两个虚拟节点进行对比是虚拟DOM中最核心的算法即patch，patch算法的核心是diff算法，它可以判断出哪些节点发生了变化，从而只对发生了变化的节点进行更新操作。

Virtual DOM的优势

具备跨平台的优势 由于 Virtual DOM 是以 JavaScript 对象为基础而不依赖真实平台环境，所以使它具有了跨平台的能力，比如说浏览器平台、Weex、Node 等。

操作 DOM 慢，js运行效率高。我们可以将DOM对比操作放在JS层，提高效率。因为DOM操作的执行速度远不如Javascript的运算速度快，因此，把大量的DOM操作搬运到Javascript中，运用patching算法来计算出真正需要更新的节点，最大限度地减少DOM操作，从而显著提高性能。

Virtual DOM 本质上就是在 JS 和 DOM 之间做了一个缓存。可以类比 CPU 和硬盘，既然硬盘这么慢，我们就在它们之间加个缓存：既然 DOM 这么慢，我们就在它们 JS 和 DOM 之间加个缓存。CPU（JS）只操作内存（Virtual DOM），最后的时候再把变更写入硬盘（DOM）

提升渲染性能 Virtual DOM的优势不在于单次的操作，而是在大量、频繁的数据更新下，能够对视图进行合理、高效的更新。

Vue采用虚拟DOM的目的

Vue.js通过编译将模版转换成渲染函数(render)，执行渲染函数就可以得到一个虚拟节点树(虚拟DOM)，虚拟节点树(虚拟DOM)提供虚拟节点vnode和对新旧两个vnode进行比对并根据比对结果进行DOM操作来更新视图，达到减少对DOM的目的，从而减少浏览器的开销，提高渲染速度，改善用户体验。

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