解释 Vue 3 源码中，`key` 属性在 Diff 算法中如何影响 VNode 的移动、复用和销毁，以及其与浏览器 DOM 元素 `Node` 对象的关系。

各位观众老爷们，大家好！我是今天的主讲人，咱们今天聊聊 Vue 3 源码里那个让人又爱又恨的 key 属性，以及它在 Diff 算法里扮演的“媒婆”角色。

别小看这个 key，它可是 Vue 3 性能优化的关键先生，牵一发而动全身。咱们今天就把它扒个底朝天，看看它是怎么影响 VNode 的移动、复用和销毁的。

开场白：VNode 和 DOM 的爱恨情仇

在开始深入 key 的世界之前，咱们先来回顾一下 Vue 的核心概念：VNode（Virtual Node，虚拟节点）。你可以把 VNode 想象成一个轻量级的 JavaScript 对象，它描述了 DOM 结构。

简单来说，VNode 是 Vue 在内存里构建的一棵“虚拟 DOM 树”，而真实的 DOM 树则存在于浏览器中。 Vue 的任务就是让 VNode 树和 DOM 树保持同步。

当 Vue 组件的状态发生变化时，Vue 会重新渲染 VNode 树。然后，Vue 的 Diff 算法会比较新旧两棵 VNode 树，找出差异，并只更新需要更新的 DOM 元素，而不是粗暴地全部重绘。

这就好比你想把客厅重新装修一下，聪明的装修队会仔细对比装修前后的照片，只更换需要更换的家具，而不是把整个客厅都推倒重来。

key：Diff 算法的导航灯

Diff 算法的核心目标是尽可能高效地更新 DOM。为了做到这一点，Diff 算法需要知道如何正确地比较和更新 VNode。这时，key 属性就闪亮登场了。

key 属性是 VNode 的一个特殊属性，它为每个 VNode 提供了一个唯一的标识符。这个标识符就像是每个 VNode 的身份证号，让 Diff 算法能够准确地识别出哪些 VNode 发生了变化。

如果没有 key，Diff 算法就只能通过比较 VNode 的类型和属性来判断它们是否相同。这样做效率很低，而且容易出错。

例如，考虑以下场景：

<ul>
  <li>Item 1</li>
  <li>Item 2</li>
  <li>Item 3</li>
</ul>

现在，我们要在第一个 <li> 元素之前插入一个新的 <li> 元素：

<ul>
  <li>Item 0</li>
  <li>Item 1</li>
  <li>Item 2</li>
  <li>Item 3</li>
</ul>

如果没有 key，Diff 算法会认为所有的 <li> 元素都发生了变化，因为它们的位置都改变了。这会导致 Vue 销毁所有的旧 <li> 元素，并重新创建新的 <li> 元素。这显然不是我们想要的结果。

但是，如果为每个 <li> 元素都添加一个唯一的 key 属性，Diff 算法就能准确地识别出哪些 <li> 元素是相同的，哪些是新增的。这样，Vue 只需要插入一个新的 <li> 元素即可，而不需要重新创建其他的 <li> 元素。

<ul>
  <li key="item-1">Item 1</li>
  <li key="item-2">Item 2</li>
  <li key="item-3">Item 3</li>
</ul>

插入新元素后：

<ul>
  <li key="item-0">Item 0</li>
  <li key="item-1">Item 1</li>
  <li key="item-2">Item 2</li>
  <li key="item-3">Item 3</li>
</ul>

通过 key，Diff 算法可以知道 item-1、item-2 和 item-3 对应的 VNode 仍然存在，只是位置发生了变化。因此，Vue 只需要移动这些 VNode 对应的 DOM 元素即可，而不需要重新创建它们。

key 如何影响 VNode 的移动、复用和销毁

现在，让我们来详细了解一下 key 属性是如何影响 VNode 的移动、复用和销毁的。

移动（Move）

当 VNode 的位置发生变化时，Diff 算法会尝试移动 VNode 对应的 DOM 元素，而不是重新创建它们。 key 属性是 Diff 算法判断 VNode 是否需要移动的关键。如果两个 VNode 的 key 相同，但它们的位置不同，Diff 算法就会认为需要移动对应的 DOM 元素。

// 假设 oldChildren 是旧的 VNode 数组，newChildren 是新的 VNode 数组
for (let i = 0; i < newChildren.length; i++) {
  const newVNode = newChildren[i];
  const oldVNode = oldChildren.find(vnode => vnode.key === newVNode.key);

  if (oldVNode) {
    // 如果找到了相同 key 的 VNode，说明该 VNode 需要移动
    if (oldVNode !== newVNode) {
      // 如果 VNode 的内容也发生了变化，则需要更新
      patch(oldVNode, newVNode);
    }
    // 移动 DOM 元素
    moveNode(newVNode.el, container, anchor);
  } else {
    // 如果没有找到相同 key 的 VNode，说明该 VNode 是新增的
    mount(newVNode, container, anchor);
  }
}

在上面的代码片段中，moveNode 函数负责移动 DOM 元素。它的实现细节取决于具体的 DOM 操作 API，但其核心思想是将 DOM 元素从旧的位置移动到新的位置。

复用（Reuse）

当 VNode 的类型和 key 都相同时，Diff 算法会认为这两个 VNode 是相同的，可以复用旧的 VNode 对应的 DOM 元素。这样做可以避免不必要的 DOM 操作，提高性能。
```
// 在 patch 函数中，如果两个 VNode 的类型和 key 都相同，则复用旧的 VNode
if (oldVNode.type === newVNode.type && oldVNode.key === newVNode.key) {
  // 复用旧的 VNode
  patch(oldVNode, newVNode);
} else {
  // 如果 VNode 的类型或 key 不同，则需要替换
  replaceVNode(oldVNode, newVNode);
}
```
在上面的代码片段中，patch 函数负责更新 VNode。如果两个 VNode 的类型和 key 都相同，patch 函数会直接更新旧的 VNode 对应的 DOM 元素，而不会重新创建新的 DOM 元素。
销毁（Destroy）

当旧的 VNode 不再存在于新的 VNode 数组中时，Diff 算法会销毁旧的 VNode 对应的 DOM 元素。 key 属性是 Diff 算法判断 VNode 是否需要销毁的关键。如果一个旧的 VNode 的 key 在新的 VNode 数组中找不到，Diff 算法就会认为需要销毁对应的 DOM 元素。
```
// 销毁旧的 VNode
for (let i = 0; i < oldChildren.length; i++) {
  const oldVNode = oldChildren[i];
  const newVNode = newChildren.find(vnode => vnode.key === oldVNode.key);

  if (!newVNode) {
    // 如果在新的 VNode 数组中找不到相同 key 的 VNode，说明该 VNode 需要销毁
    unmount(oldVNode);
  }
}
```
在上面的代码片段中，unmount 函数负责销毁 VNode 对应的 DOM 元素。它的实现细节取决于具体的 DOM 操作 API，但其核心思想是从 DOM 树中移除 DOM 元素，并释放相关的资源。

key 和浏览器 DOM 元素 Node 对象的关系

现在，让我们来探讨一下 key 属性和浏览器 DOM 元素 Node 对象的关系。

VNode 是对 DOM 元素的抽象，它是一个 JavaScript 对象，描述了 DOM 元素的类型、属性和子节点。而 DOM 元素 Node 对象则是浏览器提供的 API，用于表示真实的 DOM 元素。

key 属性是 VNode 的一个属性，它并不直接存在于 DOM 元素 Node 对象中。但是，key 属性可以帮助 Vue 更好地管理和更新 DOM 元素。

当 Vue 创建一个新的 VNode 时，它会根据 VNode 的描述创建一个新的 DOM 元素 Node 对象。然后，Vue 会将 VNode 和 DOM 元素 Node 对象关联起来。

当 Vue 更新 VNode 时，它会根据 Diff 算法的比较结果，更新 DOM 元素 Node 对象的属性和子节点。如果 VNode 的 key 发生了变化，Vue 可能会销毁旧的 DOM 元素 Node 对象，并创建一个新的 DOM 元素 Node 对象。

总而言之，key 属性是 Vue 用来优化 DOM 操作的一种手段。它通过为 VNode 提供唯一的标识符，帮助 Diff 算法更准确地比较和更新 VNode，从而提高性能。

key 的最佳实践

为了充分利用 key 属性的优势，我们需要遵循一些最佳实践：

为每个 VNode 提供一个唯一的 key。 key 应该是稳定的，并且能够唯一标识 VNode。通常，可以使用数据的 id 或索引作为 key。
避免使用随机数作为 key。 随机数会导致 Vue 频繁地重新创建 DOM 元素，降低性能。

避免使用索引作为 key，尤其是在列表会发生变化的情况下。 当列表发生变化时，索引可能会发生变化，导致 Vue 错误地判断 VNode 是否需要更新。

<!-- 不推荐的做法 -->
<ul>
  <li v-for="(item, index) in items" :key="index">{{ item }}</li>
</ul>

<!-- 推荐的做法 -->
<ul>
  <li v-for="item in items" :key="item.id">{{ item.name }}</li>
</ul>

在 v-for 指令中使用 key。 在使用 v-for 指令渲染列表时，必须为每个列表项提供一个 key。
理解 key 的作用域。 key 的作用域仅限于其所在的父元素。在不同的父元素中，可以使用相同的 key。

代码示例：key 的应用

现在，让我们通过一个简单的代码示例来演示 key 属性的应用。

<template>
  <div>
    <button @click="addItem">Add Item</button>
    <ul>
      <li v-for="item in items" :key="item.id">
        {{ item.name }}
        <button @click="removeItem(item.id)">Remove</button>
      </li>
    </ul>
  </div>
</template>

<script>
import { ref } from 'vue';

export default {
  setup() {
    const items = ref([
      { id: 1, name: 'Item 1' },
      { id: 2, name: 'Item 2' },
      { id: 3, name: 'Item 3' },
    ]);

    let nextId = 4;

    const addItem = () => {
      items.value.push({ id: nextId++, name: `Item ${nextId - 1}` });
    };

    const removeItem = (id) => {
      items.value = items.value.filter((item) => item.id !== id);
    };

    return {
      items,
      addItem,
      removeItem,
    };
  },
};
</script>

在上面的代码示例中，我们使用 v-for 指令渲染一个列表。我们为每个列表项提供了一个唯一的 key，即 item.id。这样做可以确保 Vue 能够准确地识别出哪些列表项发生了变化，并只更新需要更新的 DOM 元素。

当我们点击 "Add Item" 按钮时，会向列表中添加一个新的列表项。由于每个列表项都有一个唯一的 key，Vue 只需要插入一个新的 <li> 元素即可，而不需要重新创建其他的 <li> 元素。

当我们点击 "Remove" 按钮时，会从列表中删除一个列表项。由于每个列表项都有一个唯一的 key，Vue 只需要删除相应的 <li> 元素即可，而不需要重新创建其他的 <li> 元素。

如果没有 key 属性，Vue 会认为所有的 <li> 元素都发生了变化，并重新创建所有的 <li> 元素。这会导致性能下降，并且可能会导致一些意外的问题。

总结

key 属性是 Vue 3 中一个非常重要的属性。它通过为 VNode 提供唯一的标识符，帮助 Diff 算法更准确地比较和更新 VNode，从而提高性能。在使用 Vue 3 开发应用程序时，务必为每个 VNode 提供一个唯一的 key，并遵循最佳实践。

特性	描述	影响
唯一标识符	为 VNode 提供唯一的标识符，类似于身份证号。	Diff 算法可以准确识别 VNode 的身份，避免错误的更新。
移动	当 VNode 的位置发生变化时，Diff 算法会尝试移动 VNode 对应的 DOM 元素，而不是重新创建它们。	提高性能，减少不必要的 DOM 操作。
复用	当 VNode 的类型和 `key` 都相同时，Diff 算法会认为这两个 VNode 是相同的，可以复用旧的 VNode 对应的 DOM 元素。	进一步提高性能，避免不必要的 DOM 创建和销毁。
销毁	当旧的 VNode 不再存在于新的 VNode 数组中时，Diff 算法会销毁旧的 VNode 对应的 DOM 元素。	释放资源，避免内存泄漏。
最佳实践	1. 为每个 VNode 提供一个唯一的 `key`。 2. 避免使用随机数作为 `key`。 3. 避免使用索引作为 `key`，尤其是在列表会发生变化的情况下。 4. 在 `v-for` 指令中使用 `key`。 5. 理解 `key` 的作用域。	确保 `key` 能够发挥其应有的作用，避免潜在的性能问题和错误。

好了，今天的讲座就到这里。希望大家对 key 属性有了更深入的了解。记住，key 是 Vue 性能优化的好帮手，用好它，你的 Vue 应用就能飞起来！

发表回复 取消回复

发表回复取消回复