详解react应用中的DOM DIFF算法
前言
对我们搞前端的来说，目前最流行的两大前端框架毫无疑问当属react和vue，对于这两大框架，想必大家也是再熟悉不过了。然而，这两大框架无一例外的全部放弃使用传统的dom技术，却采用了以js为基础的virtual dom技术，也可称作虚拟dom。所以，到底什么是virtual dom？两大热门框架全部使用virtual dom的原因又是什么？接下来让我这个搞前端的人来好好地为您讲解一下dom diff算法的牛逼之处。
什么是virtual dom?
如字面意思所说，virtual dom即 虚拟dom，它的特点就是利用javascript来模拟dom结构，并且将dom的变化对比放在js层中进行比较。具体操作如下：
有朋友或许会有点迷惑，普通的html dom结构不好吗？通俗易懂，代码也更加简洁，为什么还需要采用嵌套递归的虚拟dom形式呢？其实这和普通dom在重新渲染的过程中非常消耗性能有关,dom操作看似简便,但其实效率相当低,这是因为如果是在需要频繁修改的真实dom中,看起来更加复杂的运用js结构的virtual dom效率会更高.
使用virtual dom的原因
dom 渲染页面的操作流程
- 当浏览器通过域名从服务器拿到对应的html文件后，浏览器首先会进行构建dom树和cssom树，关于树的概念，学过数据结构与算法的同学或许对树的节点概念印象深刻。
- 在html dom中，所有的事物都是节点，而dom是被视为节点树的html，并且，各个节点之间有着相应的层级关系。dom节点树和html中的标签一一对应，构成了dom树
- html文件
- html dom树
同样的。在css文档中，所有的元素也皆是节点，与html中的标签一一对应，构成了cssom树 如下图所示
警告！ 如果在构建dom树的过程中，有遇到js相关的内容时，dom树的构建会立即停止，这是由于，js可以对dom节点进行操作，浏览器为了防止js会对以完成的dom造成影响，会阻止dom树的构建，以节约资源。
在dom树和cssom树不断构建的过程中，渲染树也在逐渐形成，浏览器会根据所构建的渲染树进行网页布局和绘制流程，不断地进行网页的搭建。具体操作流程图如下：
一般而言,对于页面渲染的常规操作,我们通常是操作dom,修改并重置innerhtml完成页面的渲染,每进行一次dom的更新操作,都会重新进行一次渲染流程，这个过程包含着页面的重绘和重排。
virtual dom的优势
但是如果对于大型页面项目,或者具有多标签,多属性的网页而言,常规的dom操作实在是太耗时了,每次的简单修改都需要牵动大量的dom节点的重绘与重排,极大地降低了页面渲染效率.于是,当前端开发人员面对dom瓶颈一筹莫展的时候,virtual dom显示出了作为轻量级的javascript对象的极大优越性,顺利得到了了前端开发者的青睐。
在页面进行重新渲染的时候,virtual dom进行dom diff计算对比两次并发现其中的差异,只需要修改dom树中不同的部分即可.也可以理解为virtual dom做了一个中间件,先利用js修改virtual dom,在对比出差异后,将所有的更改加入页面的真实dom.所以说,virtual dom的最大优势就在于完全不用像原生dom,在对比之后还要进行dom的重建与创造,因为这对于大型项目的运行来说非常消耗性能,开销极大.由此可见,不论在什么体量的网页中,放弃传统dom采用virtual dom无疑是非常高效且绝佳的选择.
如何将dom用virtual dom 来表示
首先，在vscode中新建一个dom diff 项目，项目初始化，装好相应组件
由于是dom树，所以在将html转换成dom树时，要运用递归的形式，首先创建结点，其次设置属性，然后设置子节点
然后，在新建一个element.js文件进行向外输出，完成页面渲染
在控制台上得到真实dom
页面渲染成功！????
dom diff算法
在用户进行操作更改交互页面操作后,虚拟dom树上的节点会发生变化,然而此时真实节点却没有改变,为了使得更改与真实页面同步,我们会使用dom diff算法找出这两颗树的差异,然后产生差异补丁对象，再将差异补丁对象应用到真实的dom节点上去，于是完成了页面的渲染和更新。
传统的diff算法时间复杂度达到了o(n^3),若要满足每次都可以整体刷新页面的目的，这种指数型的增长的性能开销是无法满足性能要求的，于是，facebook的工程师对此进行了优化，通过制定diff策略将diff算法的复杂度降低到了o(n)
diff 策略
- dom节点跨层级的操作特别少，所以可以忽略不计
- 拥有相同类的两个组件将会产生相似的树形结构，拥有不同类的两个组件将会产生不同的树形结构
- 同一层级的一组子节点，他们可以通过uuid进行区分
diff 粒度
由于diff的粒度不同，diff算法按照下面的顺序依次执行
- tree diff
- component diff
- element diff
打补丁
我们根据diff策略以及react diff中的比对算法将两个虚拟dom通过深度优先遍历进行比较，如果有差异，就把所遍历到节点的索引值所对应的操作存储起来，也称为补丁对象(patches)
然后对真实的dom再次经过深度优先遍历，补丁对象中的索引就会和dom相对应，我们就完成了dom的更新操作。
结语
在互联网环境下,随时刷新交互页面是我们上网的常规操作,然而这一简单的操作却是多次算法优化的结果。dom diff的底层原理挺复杂，如果有感兴趣的朋友，可以自行搜索相关文献，因为本文只是浅析，所以太多方面就不赘述了，如果本文有知识错漏的地方，也欢迎指正！虚心接收一切合理批评！????
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