解释 Vue Diff 算法中 `key` 属性的精确作用，以及在源码中它如何影响节点的复用和移动策略。

早上好，各位未来的前端大牛们！今天咱们来聊聊 Vue 里的一个关键人物——key 属性。别看它小小一个，在 Vue 的 Diff 算法里，它可是个举足轻重的角色。咱们要深入挖掘一下，看看 key 到底扮演了什么角色，以及它如何在源码层面影响节点的复用和移动策略。

开场白：没有 key 的世界是什么样的？

想象一下，咱们在一个动物园里，有一排笼子，里面住着各种各样的动物：老虎、狮子、豹子。现在，饲养员要调整一下动物的顺序，把狮子放到第一个笼子，老虎放到第二个笼子，豹子不变。

如果没有 key，Vue 会怎么做呢？它会认为第一个笼子的老虎“变”成了狮子，于是更新老虎的毛发、叫声等属性，让它看起来像狮子。第二个笼子的狮子“变”成了老虎，也做同样的更新。这就像给老虎化妆成狮子，给狮子化妆成老虎，费时费力，而且效率极低。

key 的出现：给动物们贴标签

key 的作用，就像给每个笼子里的动物贴上一个唯一的标签。有了标签，Vue 就能准确地识别出哪个笼子里是老虎，哪个笼子里是狮子，哪个笼子里是豹子。这样，当顺序发生变化时，Vue 就不再需要更新内容，只需要移动笼子的位置即可。

这大大提高了效率，尤其是在处理大量列表数据时，key 的作用就更加明显。

key 的精确作用

简单来说，key 的作用就是：

1. 唯一标识符： 就像身份证号一样，key 能够唯一地标识一个 VNode（虚拟节点）。
2. Diff 算法的提示： 在 Diff 算法中，Vue 会根据 key 来判断新旧 VNode 是否是同一个节点。如果 key 相同，Vue 就会认为它们是同一个节点，可以进行复用或更新；如果 key 不同，Vue 就会认为它们是不同的节点，需要创建或销毁。
3. 复用和移动策略： key 影响着 Vue 如何复用和移动节点。如果没有 key，Vue 可能会错误地复用节点，导致不必要的更新。有了 key，Vue 就能更准确地判断节点是否需要移动，从而提高性能。

源码解析：key 在 Diff 算法中的作用

接下来，咱们深入 Vue 的源码，看看 key 是如何在 Diff 算法中发挥作用的。由于 Diff 算法的实现比较复杂，咱们这里只关注与 key 相关的部分。

Vue 的 Diff 算法主要位于 patch 函数中，它负责将新旧 VNode 进行比较，并更新 DOM 树。

其中一个核心的函数是 updateChildren，它负责比较两个 VNode 列表，并更新子节点。这个函数是 key 发挥作用的关键场所。

以下是 updateChildren 函数的简化版代码，重点关注 key 的处理：

function updateChildren(parentElm, oldCh, newCh, insertedVnodeQueue) {
  let oldStartIdx = 0
  let newStartIdx = 0
  let oldEndIdx = oldCh.length - 1
  let newEndIdx = newCh.length - 1
  let oldStartVnode = oldCh[0]
  let oldEndVnode = oldCh[oldEndIdx]
  let newStartVnode = newCh[0]
  let newEndVnode = newCh[newEndIdx]
  let oldKeyToIdx, idxInOld
  // ... 省略其他代码

  while (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) {
    if (!oldStartVnode) {
      oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx] // Vnode might have been moved left
    } else if (!oldEndVnode) {
      oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
    } else if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) {  //判断是否是同一VNode，这里会用到key
      patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue)
      oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
      newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
    } else if (sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) { //判断是否是同一VNode，这里会用到key
      patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue)
      oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
      newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
    } else if (sameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) { // Vnode moved right
      patchVnode(oldStartVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue)
      canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldStartVnode.elm, nodeOps.nextSibling(oldEndVnode.elm))
      oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
      newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
    } else if (sameVnode(oldEndVnode, newStartVnode)) { // Vnode moved left
      patchVnode(oldEndVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue)
      canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldEndVnode.elm, oldStartVnode.elm)
      oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
      newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
    } else {
      if (!oldKeyToIdx) {
        oldKeyToIdx = createKeyToOldIdx(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
      }
      idxInOld = isDef(newStartVnode.key) ? oldKeyToIdx[newStartVnode.key] : null
      if (!idxInOld) { // New element
        createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm)
        newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
      } else {
        vnodeToMove = oldCh[idxInOld]
        if (sameVnode(vnodeToMove, newStartVnode)) {
          patchVnode(vnodeToMove, newStartVnode, insertedVnodeQueue)
          oldCh[idxInOld] = undefined
          canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, vnodeToMove.elm, oldStartVnode.elm)
          newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
        } else {
          // same key but different element. treat as new element
          createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm)
          newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
        }
      }
    }
  }
  // ... 省略其他代码
}

function sameVnode (a, b) {
  return (
    a.key === b.key && (
      (
        typeof a.tag === 'string' &&
        typeof b.tag === 'string' &&
        a.tag === b.tag &&
        isDef(a.data) === isDef(b.data) &&
        sameInputType(a, b)
      ) || (
        isTrue(a.isComment) && isTrue(b.isComment)
      ) || (
        isDef(a.text) && a.text === b.text && (
          typeof a.tag === 'undefined' && typeof b.tag === 'undefined'
        )
      )
    )
  )
}

让我们分解一下这段代码，看看 key 是如何影响节点复用和移动的：

1. sameVnode 函数： 这个函数用于判断两个 VNode 是否是同一个节点。可以看到，key 是判断的重要依据之一。如果两个 VNode 的 key 相同，并且它们的标签（tag）、data 等属性也相同，那么 sameVnode 函数就会返回 true，表示它们是同一个节点。

2. updateChildren 函数： 在 updateChildren 函数中，Vue 会比较新旧 VNode 列表，并根据 key 来决定如何更新 DOM 树。

   • 首尾比较： Vue 首先会比较新旧 VNode 列表的首尾节点。如果它们是同一个节点（sameVnode 返回 true），那么就直接调用 patchVnode 函数更新节点，然后移动指针。
   • 查找旧节点： 如果首尾节点不相同，Vue 会尝试在旧 VNode 列表中查找与新 VNode 列表中第一个节点具有相同 key 的节点。如果找到了，就表示这个节点需要移动。
   • 创建新节点： 如果在旧 VNode 列表中找不到与新 VNode 列表中第一个节点具有相同 key 的节点，就表示这是一个新节点，需要创建。

3. createKeyToOldIdx 函数： 如果首尾节点比较没有命中，Vue 会调用 createKeyToOldIdx 函数，创建一个 key 到索引的映射表。这样，在查找旧节点时，就可以通过 key 快速找到对应的索引。

key 的影响：复用和移动策略

有了上面的源码分析，咱们可以总结一下 key 对节点复用和移动策略的影响：

• 节点复用： 如果两个 VNode 的 key 相同，Vue 就会认为它们是同一个节点，可以进行复用。这意味着 Vue 不会重新创建 DOM 节点，而是直接更新现有节点的属性，从而提高性能。
• 节点移动： 如果新旧 VNode 列表中存在 key 相同的节点，但它们的位置发生了变化，Vue 就会移动这些节点，而不是重新创建它们。这可以避免不必要的 DOM 操作，提高性能。
• 没有 key 的情况： 如果没有 key，Vue 无法准确地判断哪些节点需要复用，哪些节点需要移动。它可能会错误地复用节点，或者重新创建所有节点，导致性能下降。

key 的最佳实践

为了充分发挥 key 的作用，咱们需要遵循一些最佳实践：

1. 使用唯一且稳定的 key： key 必须是唯一的，并且在节点更新时保持不变。通常可以使用数据的 id 或其他唯一标识符作为 key。
2. 避免使用索引作为 key： 除非列表数据是静态的，否则不要使用索引作为 key。当列表数据发生变化时，索引会发生改变，导致 Vue 无法正确地复用节点。
3. 在 v-for 中使用 key： 在使用 v-for 指令渲染列表数据时，必须为每个节点指定一个 key。

表格总结

特性	有 key	没有 key
节点复用	更准确，根据 key 判断是否是同一个节点，避免不必要的更新。	容易出错，可能会错误地复用节点，导致不正确的渲染。
节点移动	能够正确地移动节点，避免重新创建 DOM 节点。	无法正确地移动节点，可能会重新创建所有节点，导致性能下降。
性能	更高，减少了 DOM 操作，提高了渲染效率。	更低，增加了 DOM 操作，降低了渲染效率。
适用场景	适用于列表数据经常发生变化的场景，例如添加、删除、移动等。	适用于列表数据是静态的，或者变化频率很低的场景。
最佳实践	使用唯一且稳定的 key，避免使用索引作为 key，在 v-for 中使用 key。	尽量避免在列表数据发生变化的场景中使用。

代码示例

下面是一个使用 key 的示例：

<template>
  <ul>
    <li v-for="item in items" :key="item.id">{{ item.name }}</li>
  </ul>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      items: [
        { id: 1, name: '老虎' },
        { id: 2, name: '狮子' },
        { id: 3, name: '豹子' }
      ]
    };
  }
};
</script>

在这个示例中，咱们使用了 item.id 作为 key，确保每个节点都有一个唯一的标识符。

如果没有 key，代码会变成这样：

<template>
  <ul>
    <li v-for="item in items">{{ item.name }}</li>
  </ul>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      items: [
        { id: 1, name: '老虎' },
        { id: 2, name: '狮子' },
        { id: 3, name: '豹子' }
      ]
    };
  }
};
</script>

虽然代码看起来更简洁，但当 items 数组发生变化时，Vue 可能会错误地复用节点，导致不正确的渲染。尤其是在列表项包含复杂组件时，这种错误会更加明显。

总结：key 的重要性

总而言之，key 在 Vue 的 Diff 算法中扮演着至关重要的角色。它能够唯一地标识 VNode，帮助 Vue 更准确地判断节点是否需要复用或移动，从而提高性能。在开发 Vue 应用时，咱们应该始终记住为列表数据指定 key，并遵循最佳实践，以确保应用的性能和稳定性。

好了，今天的讲座就到这里。希望通过今天的讲解，大家对 Vue 的 key 属性有了更深入的了解。记住，细节决定成败，一个小小的 key，也能让你的 Vue 应用飞起来！下次再见！