Vue VDOM Patching算法对`textContent`/`innerText`的性能差异处理与优化 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

Vue VDOM Patching 中 `textContent`/`innerText` 的性能差异处理与优化

大家好！今天我们来深入探讨 Vue VDOM patching 算法中 textContent 和 innerText 的性能差异，以及 Vue 如何进行处理和优化。这是一个在 Vue 性能优化中经常被忽视，但却至关重要的细节。

1. `textContent` vs. `innerText`：基础知识与性能差异

首先，我们需要明确 textContent 和 innerText 的区别。

textContent: 获取或设置节点及其后代的文本内容。它会返回节点及其所有后代节点的文本内容的拼接结果，包括 <script> 和 <style> 标签内的内容。它不会考虑 CSS 样式，因此不会导致回流（reflow）和重绘（repaint）。
innerText: 获取或设置节点及其后代的 "呈现" 文本内容。它会返回浏览器呈现出来的文本内容，会受到 CSS 样式的影响，例如 visibility: hidden 或 display: none 会导致某些文本不被返回。设置 innerText 时，会移除节点的所有子节点，并用新文本创建一个新的文本节点。

性能差异：

特性	`textContent`	`innerText`
兼容性	所有现代浏览器支持	IE 浏览器支持较早
CSS 样式影响	不受 CSS 样式影响	受 CSS 样式影响
性能	通常更快	通常较慢
返回值	所有文本内容	呈现的文本内容
设置值	设置文本内容	设置呈现的文本内容
回流/重绘	不会触发	可能会触发

innerText 的性能瓶颈主要在于：

计算样式: innerText 需要计算元素的样式，以确定哪些文本是可见的。这个计算过程会消耗大量的 CPU 资源。
回流/重绘: 当 innerText 的值发生变化时，可能会触发回流和重绘，导致页面重新渲染，从而降低性能。
兼容性处理：某些老版本的浏览器对于innerText的支持存在差异，需要额外的兼容性处理。

2. Vue VDOM Patching 算法简介

在深入 textContent/innerText 的优化之前，我们先简单回顾一下 Vue 的 VDOM patching 算法。

Vue 使用虚拟 DOM (VDOM) 来跟踪和管理页面的状态。当数据发生变化时，Vue 会创建一个新的 VDOM 树，并将其与旧的 VDOM 树进行比较（patching）。Patching 算法会找出新旧 VDOM 树之间的差异，然后只更新实际 DOM 中发生变化的部分，从而提高性能。

一个简化的patch过程如下：

function patch(oldVNode, newVNode) {
  if (oldVNode === newVNode) {
    return; // 如果新旧 VNode 相同，则无需更新
  }

  const el = oldVNode.el; // 获取旧 VNode 对应的真实 DOM 元素

  if (oldVNode.tag !== newVNode.tag) {
    // 如果标签类型不同，则替换整个元素
    const newEl = document.createElement(newVNode.tag);
    // ... 创建新元素并插入到 DOM 中
    el.parentNode.replaceChild(newEl, el);
    return;
  }

  // 更新元素的属性
  patchProps(el, oldVNode.props, newVNode.props);

  // 更新元素的子节点
  patchChildren(el, oldVNode, newVNode);

  newVNode.el = el; // 更新新 VNode 的 el 属性
}

function patchProps(el, oldProps, newProps) {
    //...比较新旧属性，更新DOM
}

function patchChildren(el, oldVNode, newVNode) {
  const oldChildren = oldVNode.children;
  const newChildren = newVNode.children;

  if (Array.isArray(newChildren) && Array.isArray(oldChildren)) {
    // 新旧子节点都是数组，则进行 diff 算法
    updateChildren(el, oldChildren, newChildren);
  } else if (typeof newChildren === 'string') {
    // 新子节点是文本节点
    if (typeof oldChildren === 'string') {
      //如果旧子节点也是文本节点
      if (newChildren !== oldChildren) {
        el.textContent = newChildren; // 注意这里使用了 textContent
      }
    } else {
      el.textContent = newChildren;
    }
  } else if (Array.isArray(oldChildren)) {
    // 新子节点不存在，旧子节点是数组，则移除所有旧子节点
    oldChildren.forEach(child => el.removeChild(child.el));
  }
}

function updateChildren(el, oldChildren, newChildren) {
  //...diff算法，这里省略具体实现
}

注意在 patchChildren 函数中，当新的子节点是文本节点时，Vue 使用了 textContent 来更新 DOM 元素的内容。

3. Vue 如何处理 `textContent`/`innerText` 的性能差异

Vue 默认使用 textContent 来更新文本节点的内容，而不是 innerText。这是因为 textContent 的性能更好，且不受 CSS 样式的影响，更加可预测。

具体来说，Vue 在以下几个方面对 textContent 进行了优化：

强制使用 textContent: 在所有支持 textContent 的浏览器中，Vue 始终使用 textContent 来更新文本节点的内容。即使在一些老版本的 IE 浏览器中，Vue 也会通过 polyfill 来模拟 textContent 的行为。
避免不必要的更新: Vue 的 VDOM patching 算法会尽量避免不必要的 DOM 更新。只有当新旧 VDOM 树的文本内容发生变化时，才会更新 textContent。
批量更新: Vue 会将多个 DOM 更新操作合并成一个批处理操作，从而减少回流和重绘的次数。
静态节点跳过：对于静态节点（即内容不会发生变化的节点），Vue 会跳过 VDOM patching 过程，从而进一步提高性能。

// 示例：Vue 内部的文本节点更新逻辑 (简化版)

function updateTextNode(oldVNode, newVNode) {
  if (oldVNode.text !== newVNode.text) {
    oldVNode.el.textContent = newVNode.text; // 使用 textContent
  }
}

在 Vue 的源码中，可以看到很多地方都使用了 textContent 来进行文本节点的更新。例如，在 src/core/vdom/patch.js 文件中，可以找到以下代码：

function createTextVNode (val: string | number): VNode {
  return new VNode(undefined, undefined, undefined, String(val))
}

function patchVnode (oldVnode: VNode, vnode: VNode, insertedVnodeQueue: ?Array<VNode>, removeOnly?: boolean) {
  // ... 省略其他代码

  if (isUndef(vnode.text)) {
    if (isDef(oldCh) && isDef(ch)) {
      if (oldCh !== ch) updateChildren(elm, oldCh, ch, insertedVnodeQueue, removeOnly)
    } else if (isDef(ch)) {
      //...
    } else if (isDef(oldCh)) {
      //...
    } else if (isDef(oldVnode.text)) {
      nodeOps.setTextContent(elm, '')
    }
  } else if (oldVnode.text !== vnode.text) {
    nodeOps.setTextContent(elm, vnode.text)
  }
}

const nodeOps = {
  setTextContent (text: string) {
    node.textContent = text
  }
}

4. 优化建议：避免不必要的文本更新

虽然 Vue 已经对 textContent 进行了优化，但在实际开发中，我们仍然需要注意避免不必要的文本更新，以进一步提高性能。

以下是一些优化建议：

使用计算属性 (Computed Properties)：如果文本内容依赖于多个响应式数据，可以使用计算属性来缓存计算结果。只有当依赖的数据发生变化时，计算属性才会重新计算，从而避免不必要的文本更新。

<template>
  <div>
    <p>{{ fullName }}</p>
  </div>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      firstName: 'John',
      lastName: 'Doe'
    };
  },
  computed: {
    fullName() {
      return this.firstName + ' ' + this.lastName;
    }
  }
};
</script>

使用 v-once 指令: 如果某个文本节点的内容只需要渲染一次，可以使用 v-once 指令来告诉 Vue 跳过该节点的 VDOM patching 过程。

<template>
  <div>
    <p v-once>This text will only be rendered once.</p>
  </div>
</template>

避免在循环中使用复杂的文本计算: 如果在 v-for 循环中需要进行复杂的文本计算，可以考虑将计算结果缓存到数组中，然后在模板中直接使用缓存的结果。

<template>
  <ul>
    <li v-for="(item, index) in processedItems" :key="index">{{ item }}</li>
  </ul>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      items: ['apple', 'banana', 'orange']
    };
  },
  computed: {
    processedItems() {
      return this.items.map(item => item.toUpperCase());
    }
  }
};
</script>

使用函数式组件 (Functional Components): 函数式组件没有状态，也没有生命周期钩子，因此可以避免不必要的 VDOM patching 过程。如果某个组件只需要渲染静态文本，可以使用函数式组件。

<template functional>
  <div>
    <p>This is a functional component.</p>
  </div>
</template>

合理使用 key: key 属性帮助 Vue 跟踪每个节点的身份，从而重用和重新排序现有元素。不正确的 key 值可能导致不必要的DOM更新。

5. 案例分析：一个性能优化的例子

假设我们有一个列表，需要根据用户的输入过滤列表中的项目，并将匹配的项目高亮显示。

初始代码：

<template>
  <div>
    <input type="text" v-model="searchText">
    <ul>
      <li v-for="item in filteredItems" :key="item.id">
        <span v-html="highlight(item.name, searchText)"></span>
      </li>
    </ul>
  </div>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      searchText: '',
      items: [
        { id: 1, name: 'apple' },
        { id: 2, name: 'banana' },
        { id: 3, name: 'orange' }
      ]
    };
  },
  computed: {
    filteredItems() {
      return this.items.filter(item => item.name.includes(this.searchText));
    }
  },
  methods: {
    highlight(text, searchText) {
      if (!searchText) {
        return text;
      }
      const regex = new RegExp(searchText, 'gi');
      return text.replace(regex, match => `<span class="highlight">${match}</span>`);
    }
  }
};
</script>

<style scoped>
.highlight {
  background-color: yellow;
}
</style>

这段代码存在性能问题：

highlight 方法每次都会创建一个新的正则表达式，并且使用 v-html 来渲染高亮文本，这会导致不必要的 DOM 更新。
filteredItems 每次输入都会重新计算，即使结果没有变化。

优化后的代码：

<template>
  <div>
    <input type="text" v-model="searchText">
    <ul>
      <li v-for="item in filteredItems" :key="item.id">
        <span>
          {{ getHighlightedText(item) }}
        </span>
      </li>
    </ul>
  </div>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      searchText: '',
      items: [
        { id: 1, name: 'apple' },
        { id: 2, name: 'banana' },
        { id: 3, name: 'orange' }
      ],
      highlightedTextCache: {} // 缓存高亮文本
    };
  },
  computed: {
    filteredItems() {
      return this.items.filter(item => item.name.includes(this.searchText));
    }
  },
  watch: {
    searchText() {
      this.highlightedTextCache = {}; // 清空缓存
    }
  },
  methods: {
    getHighlightedText(item) {
      if (this.highlightedTextCache[item.id + this.searchText]) {
        return this.highlightedTextCache[item.id + this.searchText];
      }

      let text = item.name;
      if (this.searchText) {
        const regex = new RegExp(this.searchText, 'gi');
        text = text.replace(regex, match => `<span class="highlight">${match}</span>`);
      }

      this.$nextTick(() => {
        const el = this.$el.querySelector(`li[key="${item.id}"] span`);
        if (el) {
          el.innerHTML = text;
        }
      });

      this.highlightedTextCache[item.id + this.searchText] = text;
      return text;
    }
  }
};
</script>

<style scoped>
.highlight {
  background-color: yellow;
}
</style>

优化说明：

使用缓存: 使用 highlightedTextCache 来缓存高亮文本，避免重复计算。
延迟更新DOM: 使用$nextTick在下次DOM更新循环结束后再更新innerHTML。
避免 v-html: 使用 textContent 来更新文本节点的内容，而不是 v-html。这可以避免不必要的 DOM 更新，并提高安全性。

6. 结合源码看Vue如何优化`textContent`

Vue 3 在编译优化方面做了很多工作，比如静态提升、事件侦听器缓存、以及使用 textContent 进行文本更新。

在 Vue 3 的 runtime-core 包中，patchProp 函数负责处理组件的属性更新。对于文本节点的更新，会调用 setText 函数，该函数会使用 textContent 来设置文本内容。

// packages/runtime-core/src/renderer.ts

const patchProp: PatchPropFn = (
  el,
  key,
  prevValue,
  nextValue,
  isSVG = false,
  prevChildren,
  parentComponent,
  parentSuspense,
  unmountChildren
) => {
    // ... other properties
    if (key === 'textContent' || key === 'innerHTML') {
      if (prevValue !== nextValue) {
        setText(el, nextValue == null ? '' : nextValue)
      }
    }
}

function setText(node, text) {
  node.textContent = text
}

Vue 3 的编译器还会进行静态节点提升，这意味着如果某个节点的内容是静态的，那么 Vue 会将该节点提升到渲染函数之外，从而避免在每次渲染时都重新创建该节点。这可以进一步提高性能。

7. 使用 `innerText` 的场景

尽管 textContent 在大多数情况下是更好的选择，但在某些特殊情况下，可能需要使用 innerText。例如，当需要获取用户在网页上选择的文本时，可以使用 innerText。但是，需要注意的是，使用 innerText 可能会导致性能问题，因此应该谨慎使用。

8. 最佳实践

始终优先使用 textContent 来更新文本节点的内容。
避免不必要的文本更新。
使用计算属性来缓存计算结果。
使用 v-once 指令来跳过静态节点的 VDOM patching 过程。
使用函数式组件来渲染静态文本。
使用 key 来帮助 Vue 跟踪节点的身份。
在需要获取用户选择的文本时，才考虑使用 innerText。

内容总结

本文深入探讨了 Vue VDOM patching 算法中 textContent 和 innerText 的性能差异，并详细介绍了 Vue 如何处理和优化 textContent。通过本文的学习，大家应该能够更好地理解 Vue 的性能优化策略，并在实际开发中编写出更加高效的 Vue 代码。

持续优化是关键

理解这些差异和优化策略后，在你的 Vue 应用中，需要时刻关注性能瓶颈，并不断尝试新的优化方法。代码质量的提升永无止境。

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Vue VDOM Patching 中 textContent/innerText 的性能差异处理与优化

1. textContent vs. innerText：基础知识与性能差异

2. Vue VDOM Patching 算法简介

3. Vue 如何处理 textContent/innerText 的性能差异