剖析 Vue 3 渲染器中处理文本节点、元素节点和组件节点更新的源码逻辑。

各位观众老爷们,大家好!今天咱们来聊聊 Vue 3 渲染器里那些“节点大人”们的故事:文本节点、元素节点和组件节点,看看它们是怎么在更新的时候“换衣服”的。准备好瓜子花生小板凳,咱们开讲啦!

开场白:Vue 3 渲染器的核心思想

在深入“节点大人”们的更新逻辑之前,咱们得先摸清 Vue 3 渲染器的核心思想——“响应式数据驱动视图更新”。 简单来说,就是当你的数据发生变化时,Vue 3 会自动找出需要更新的 DOM 节点,然后像辛勤的园丁一样,把这些节点修剪成最新的样子。

这个过程的核心就是Diff 算法。 Vue 3 的 Diff 算法相当聪明,它不会傻乎乎地把整个 DOM 树都重新渲染一遍,而是会尽量复用已有的节点,只更新那些真正发生变化的部分。 这就像你整理衣柜,不会把所有衣服都扔掉重新买,而是会把不穿的衣服处理掉,然后添置一些新的。

第一部分:文本节点更新——“我就换个字儿,简单!”

文本节点是 DOM 树中最简单的“节点大人”,它里面只包含一段文字。 当文本节点的数据发生变化时,更新过程也相当直接:

  1. 找到对应的 DOM 节点: 渲染器会根据虚拟 DOM (VNode) 找到对应的真实 DOM 节点。
  2. 直接更新 textContent: 直接把新的文本内容赋值给 DOM 节点的 textContent 属性。

    // 伪代码,模拟文本节点更新过程
    function patchText(oldVNode, newVNode, el) {
    if (oldVNode.children !== newVNode.children) {
      el.textContent = newVNode.children;
    }
    }
    • oldVNode: 旧的虚拟 DOM 节点。
    • newVNode: 新的虚拟 DOM 节点。
    • el: 对应的真实 DOM 节点。
    • newVNode.children: 新的文本内容。

    举个栗子:

    <template>
    <div>{{ message }}</div>
    </template>
    
    <script>
    import { ref } from 'vue';
    
    export default {
    setup() {
      const message = ref('Hello, world!');
    
      setTimeout(() => {
        message.value = 'Hello, Vue 3!';
      }, 2000);
    
      return {
        message,
      };
    },
    };
    </script>

    在这个例子中,当 message 的值从 "Hello, world!" 变成 "Hello, Vue 3!" 时,Vue 3 渲染器会找到对应的 div 元素,然后把它的 textContent 属性更新为 "Hello, Vue 3!"。

第二部分:元素节点更新——“花样可就多了!”

元素节点比文本节点复杂得多,它可能包含属性、事件、子节点等等。 因此,元素节点的更新过程也更加复杂。

  1. 属性更新:

    • 找出需要更新的属性: 渲染器会比较新旧虚拟 DOM 节点的属性,找出需要新增、删除或修改的属性。
    • 更新属性:
      • 新增属性: 使用 setAttribute 方法添加新的属性。
      • 删除属性: 使用 removeAttribute 方法删除旧的属性。
      • 修改属性: 使用 setAttribute 方法更新属性的值。
    // 伪代码,模拟属性更新过程
    function patchProps(el, oldProps, newProps) {
      if (oldProps === newProps) return;
    
      for (const key in newProps) {
        const oldValue = oldProps[key];
        const newValue = newProps[key];
    
        if (newValue !== oldValue) {
          el.setAttribute(key, newValue);
        }
      }
    
      for (const key in oldProps) {
        if (!(key in newProps)) {
          el.removeAttribute(key);
        }
      }
    }
  2. 事件更新:

    • 移除旧的事件监听器: 先移除元素上所有旧的事件监听器。
    • 添加新的事件监听器: 根据新的虚拟 DOM 节点,添加新的事件监听器。
    // 伪代码,模拟事件更新过程
    function patchEvents(el, oldVNode, newVNode) {
      const oldListeners = oldVNode.props && oldVNode.props.on;
      const newListeners = newVNode.props && newVNode.props.on;
    
      if (oldListeners === newListeners) return;
    
      if (oldListeners) {
        for (const eventName in oldListeners) {
          el.removeEventListener(eventName, oldListeners[eventName]);
        }
      }
    
      if (newListeners) {
        for (const eventName in newListeners) {
          el.addEventListener(eventName, newListeners[eventName]);
        }
      }
    }
  3. 子节点更新:

    • Diff 算法大显身手: 使用 Diff 算法比较新旧虚拟 DOM 节点的子节点列表,找出需要新增、删除、移动或更新的子节点。
    • 递归更新子节点: 对每个需要更新的子节点,递归调用 patch 函数进行更新。

    这部分是元素节点更新中最复杂的部分,也是 Diff 算法的核心所在。 Vue 3 使用了一种优化的 Diff 算法,可以高效地找出需要更新的子节点,并最大程度地复用已有的 DOM 节点。 关于 Diff 算法,咱们后面会单独拿出来讲。

    举个栗子:

    <template>
    <div :class="dynamicClass" :style="dynamicStyle" @click="handleClick">
      {{ message }}
    </div>
    </template>
    
    <script>
    import { ref } from 'vue';
    
    export default {
    setup() {
      const message = ref('Hello');
      const dynamicClass = ref('red-text');
      const dynamicStyle = ref({ color: 'red' });
    
      const handleClick = () => {
        message.value = 'Clicked!';
        dynamicClass.value = 'blue-text';
        dynamicStyle.value = { color: 'blue' };
      };
    
      return {
        message,
        dynamicClass,
        dynamicStyle,
        handleClick,
      };
    },
    };
    </script>
    
    <style scoped>
    .red-text {
    color: red;
    }
    
    .blue-text {
    color: blue;
    }
    </style>

    在这个例子中,当点击 div 元素时,messagedynamicClassdynamicStyle 都会发生变化。 Vue 3 渲染器会:

    • 更新 div 元素的 class 属性。
    • 更新 div 元素的 style 属性。
    • 更新 div 元素的 textContent 属性。

第三部分:组件节点更新——“套娃开始!”

组件节点是 Vue 3 中最特殊的“节点大人”,它代表一个组件实例。 组件节点的更新过程,实际上就是组件实例的更新过程。

  1. 组件实例更新:

    • 更新 props: 将新的 props 传递给组件实例。
    • 更新 slots: 将新的 slots 传递给组件实例。
    • 触发更新钩子: 触发组件实例的 beforeUpdateupdated 钩子函数。
    • 重新渲染: 调用组件实例的 render 函数,生成新的虚拟 DOM 树。
  2. 递归更新子节点:

    • Diff 算法再次登场: 使用 Diff 算法比较新旧虚拟 DOM 树,找出需要更新的子节点。
    • 递归调用 patch 函数: 对每个需要更新的子节点,递归调用 patch 函数进行更新。

    可以看到,组件节点的更新过程本质上是一个“套娃”的过程:组件实例更新 -> 重新渲染 -> Diff 算法 -> 递归更新子节点。

    举个栗子:

    // ParentComponent.vue
    <template>
    <div>
      <ChildComponent :message="parentMessage" @update="updateMessage" />
    </div>
    </template>
    
    <script>
    import { ref } from 'vue';
    import ChildComponent from './ChildComponent.vue';
    
    export default {
    components: {
      ChildComponent,
    },
    setup() {
      const parentMessage = ref('Hello from parent');
    
      const updateMessage = (newMessage) => {
        parentMessage.value = newMessage;
      };
    
      return {
        parentMessage,
        updateMessage,
      };
    },
    };
    </script>
    
    // ChildComponent.vue
    <template>
    <div>
      <p>{{ message }}</p>
      <button @click="emitUpdate">Update</button>
    </div>
    </template>
    
    <script>
    import { defineComponent } from 'vue';
    
    export default defineComponent({
    props: {
      message: {
        type: String,
        required: true,
      },
    },
    emits: ['update'],
    setup(props, { emit }) {
      const emitUpdate = () => {
        emit('update', 'Hello from child');
      };
    
      return {
        emitUpdate,
      };
    },
    });
    </script>

    在这个例子中,当 ChildComponent 触发 update 事件时,ParentComponentparentMessage 属性会发生变化。 Vue 3 渲染器会:

    1. 更新 ParentComponent 实例的 parentMessage 属性。
    2. ParentComponent 重新渲染,生成新的虚拟 DOM 树。
    3. Diff 算法比较新旧虚拟 DOM 树,发现 ChildComponentmessage prop 发生了变化。
    4. 更新 ChildComponent 实例的 message prop。
    5. ChildComponent 重新渲染,更新 p 元素的 textContent 属性。

第四部分:Diff 算法详解——“高效更新的秘密武器!”

Diff 算法是 Vue 3 渲染器的核心,它负责找出需要更新的 DOM 节点,并最大程度地复用已有的节点。 Vue 3 使用了一种优化的 Diff 算法,其核心思想可以概括为以下几点:

  1. 同级比较: Diff 算法只比较同一层级的节点,不会跨层级比较。 这意味着如果一个节点的位置发生了变化,Diff 算法会认为它是一个新的节点,而不是移动了位置。

  2. Key 的作用: Key 是 Diff 算法中非常重要的一个概念。 当你给一个节点添加 key 属性时,Vue 3 会使用 key 来识别节点。 这可以帮助 Diff 算法更准确地判断节点是否发生了变化,从而提高更新效率。 强烈建议在使用 v-for 指令时,一定要给每个节点添加唯一的 key 属性。

  3. 优化策略: Vue 3 的 Diff 算法采用了一些优化策略,例如:

    • 头部和尾部比较: 先比较新旧节点列表的头部和尾部,找出相同的前缀和后缀,然后只比较中间不同的部分。
    • 移动操作: 如果一个节点的位置发生了变化,Diff 算法会尝试移动该节点,而不是删除并重新创建。
    • 插入操作: 如果一个新的节点需要插入到列表中,Diff 算法会直接插入该节点。
    • 删除操作: 如果一个旧的节点需要从列表中删除,Diff 算法会直接删除该节点。

    举个栗子:

    假设我们有以下两个节点列表:

    旧节点列表:  [A, B, C, D, E, F]
    新节点列表:  [A, B, E, C, D, G]

    Vue 3 的 Diff 算法会:

    1. 头部比较: 发现 A 和 B 是相同的前缀。
    2. 尾部比较: 没有相同的后缀。
    3. 比较中间部分: 发现 E 的位置发生了变化,C 和 D 的位置也发生了变化,G 是新增的节点。
    4. 移动 E: 将 E 节点从原来的位置移动到新的位置。
    5. 移动 C 和 D: 将 C 和 D 节点从原来的位置移动到新的位置。
    6. 插入 G: 插入 G 节点到列表的末尾。

    通过这些优化策略,Vue 3 的 Diff 算法可以高效地找出需要更新的节点,并最大程度地复用已有的 DOM 节点,从而提高渲染性能。

总结:节点更新的“三板斧”

总而言之,Vue 3 渲染器处理节点更新的逻辑可以概括为以下几点:

  • 文本节点: 直接更新 textContent 属性。
  • 元素节点: 更新属性、事件和子节点。
  • 组件节点: 更新组件实例,重新渲染,然后递归更新子节点。
  • Diff 算法: 高效地找出需要更新的 DOM 节点,并最大程度地复用已有的节点。

希望今天的讲座能帮助大家更好地理解 Vue 3 渲染器的内部机制。 记住,理解这些核心概念,可以让你在开发 Vue 3 应用时更加得心应手,写出更高效、更优雅的代码。

好了,今天的讲座就到这里,各位观众老爷们,下课!

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