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深入理解 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。

各位观众老爷们，大家好！我是你们的老朋友，一个在代码堆里摸爬滚打多年的码农。今天，咱们来聊聊 Vue Diff 算法中 key 这个小妖精，看看它到底是怎么兴风作浪，哦不，是怎么高效更新 DOM 的。

咱们都知道，Vue 的核心竞争力之一就是它高效的虚拟 DOM 和 Diff 算法。简单来说，就是先用 JavaScript 对象模拟 DOM 树（这就是虚拟 DOM），然后每次数据更新，就对比新旧两棵虚拟 DOM 树的差异（这就是 Diff 算法），最后只把真正不同的地方更新到实际 DOM 上，避免大面积的 DOM 操作，从而提高性能。

但是，Diff 算法可不是傻瓜式地一个节点一个节点比对。它需要一些“线索”来帮助它更快更准地找到需要更新的节点。这个关键的线索，就是咱们今天要聊的 key 属性。

一、key：Diff 算法的“身份证”

想象一下，你在人群中找人，如果每个人都长得一模一样，你怎么找？是不是得一个个问：“你是小明吗？你是小红吗？” 这样效率得多低啊！

但是，如果每个人都有一个独特的身份证号，你只需要拿着身份证号一查，就能精准地找到对应的人。

key 在 Vue Diff 算法中的作用，就类似于身份证号。它是一个唯一的标识符，用来区分不同的节点。当 Vue 在新旧虚拟 DOM 树中寻找可复用的节点时，会优先根据 key 来进行匹配。

二、没有 key 会发生什么？

如果没有 key，Vue 会怎么做呢？它会采用一种叫做“就地更新”的策略。也就是说，它会尽可能地复用已有的 DOM 节点，只是简单地更新节点的内容。

咱们来看个例子：

<template>
  <ul>
    <li v-for="item in items">{{ item.name }}</li>
  </ul>
  <button @click="addItem">Add Item</button>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      items: [
        { id: 1, name: 'Apple' },
        { id: 2, name: 'Banana' },
        { id: 3, name: 'Orange' }
      ]
    };
  },
  methods: {
    addItem() {
      this.items.unshift({ id: Date.now(), name: 'New Item' });
    }
  }
};
</script>

在这个例子中，我们有一个简单的列表，点击 "Add Item" 按钮会在列表头部添加一个新的 item。

如果没有 key，当你点击 "Add Item" 时，Vue 会怎么更新 DOM 呢？

它会把第一个 li 节点的内容更新为 "New Item"，然后把第二个 li 节点的内容更新为 "Apple"，以此类推。也就是说，它会把所有已有的 li 节点的内容都更新一遍，然后创建一个新的 li 节点添加到列表末尾。

这显然不是我们想要的结果。我们只是想在列表头部添加一个新的 li 节点，其他节点应该保持不变才对。

三、key 的威力：节点复用和移动

有了 key 之后，Vue 就能更智能地更新 DOM 了。咱们给上面的例子加上 key：

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

<script>
export default {
  data() {
    return {
      items: [
        { id: 1, name: 'Apple' },
        { id: 2, name: 'Banana' },
        { id: 3, name: 'Orange' }
      ]
    };
  },
  methods: {
    addItem() {
      this.items.unshift({ id: Date.now(), name: 'New Item' });
    }
  }
};
</script>

现在，当我们点击 "Add Item" 时，Vue 会怎么更新 DOM 呢？

  1. 它会发现新的虚拟 DOM 树中多了一个 key 为 Date.now() 的节点。
  2. 它会在旧的虚拟 DOM 树中寻找是否有 key 为 Date.now() 的节点。
  3. 如果没有找到，它会创建一个新的 li 节点，并插入到列表头部。
  4. 对于旧的虚拟 DOM 树中的节点，Vue 会根据 key 来判断它们是否需要更新。
  5. 由于旧的节点和新的节点都有相同的 key，Vue 会认为它们是同一个节点，可以复用。
  6. Vue 会把旧的节点移动到正确的位置，并更新节点的内容（如果需要）。

也就是说，Vue 只会创建一个新的 li 节点，然后把已有的 li 节点移动到正确的位置，避免了不必要的 DOM 操作。

四、源码剖析：key 在 Diff 算法中的作用

咱们来看看 Vue 源码中，key 是怎么影响 Diff 算法的。

Vue 的 Diff 算法主要在 patch 函数中实现。patch 函数会比较新旧两个 VNode（虚拟节点），然后根据它们的差异来更新 DOM。

在 patch 函数中，有一个关键的函数叫做 updateChildren，它负责比较新旧两个 VNode 的子节点。

updateChildren 函数的核心逻辑如下：

  1. 创建两个指针： oldStartIdx 指向旧 VNode 的第一个子节点，newStartIdx 指向新 VNode 的第一个子节点，oldEndIdx 指向旧 VNode 的最后一个子节点，newEndIdx 指向新 VNode 的最后一个子节点。

  2. 循环比较： 循环比较新旧 VNode 的子节点，直到其中一个 VNode 的所有子节点都比较完毕。

  3. 四种比较策略： 在循环中，updateChildren 函数会尝试使用四种比较策略来找到可复用的节点：

    • 新旧 VNode 的 key 和 tag 都相同： 这表示新旧 VNode 是同一个节点，可以直接复用。
    • 新旧 VNode 的 key 相同，但 tag 不同： 这表示新旧 VNode 不是同一个节点，需要创建新的节点。
    • 旧 VNode 的 key 在新的 VNode 中找到了： 这表示旧 VNode 需要移动到新的位置。
    • 新的 VNode 的 key 在旧的 VNode 中找到了： 这表示新的 VNode 需要插入到旧的位置。

  4. 处理剩余节点： 如果旧 VNode 的子节点比较完毕，但新 VNode 的子节点还有剩余，则需要创建新的节点并插入到 DOM 中。如果新 VNode 的子节点比较完毕，但旧 VNode 的子节点还有剩余，则需要删除 DOM 中多余的节点。

咱们用表格来总结一下这四种比较策略：

比较策略 条件 操作
新旧 VNode 的 key 和 tag 都相同 oldVNode.key === newVNode.key && oldVNode.tag === newVNode.tag patchVNode(oldVNode, newVNode)，更新节点属性和子节点。
新旧 VNode 的 key 相同，但 tag 不同 oldVNode.key === newVNode.key && oldVNode.tag !== newVNode.tag createElm(newVNode)，创建新的节点，replaceNode(oldVNode.elm, newElm)，替换旧的节点。
旧 VNode 的 key 在新的 VNode 中找到了 newChildren.find(child => child.key === oldVNode.key) moveVNode(oldVNode.elm, newAnchor)，移动旧的节点到新的位置，patchVNode(oldVNode, newVNode)，更新节点属性和子节点。其中 newAnchor 是指新 VNode 中该节点应该插入的位置的参考节点。
新的 VNode 的 key 在旧的 VNode 中找到了 oldChildren.find(child => child.key === newVNode.key) createElm(newVNode)，创建新的节点，insertNode(newElm, oldAnchor)，插入新的节点到旧的位置。其中 oldAnchor 是指旧 VNode 中该节点应该插入的位置的参考节点。 （注意，这种情况通常发生在新的节点不是直接替换旧的节点，而是插入到旧的节点之前或之后。）

可以看到，key 在 Diff 算法中起着至关重要的作用。它可以帮助 Vue 快速找到可复用的节点，并减少不必要的 DOM 操作。

五、key 的最佳实践

说了这么多，咱们来总结一下 key 的最佳实践：

  1. 必须唯一： key 必须是唯一的，用来区分不同的节点。

  2. 使用稳定值： key 应该使用稳定的值，例如数据库中的 ID。不要使用随机数或者数组索引作为 key，因为这些值可能会发生变化，导致 Vue 无法正确地复用节点。

  3. 不要在 v-if 中使用 key： 在 v-if 中使用 key 会导致 Vue 每次都创建新的节点，而不是复用已有的节点。如果需要根据条件来显示不同的节点，可以使用 v-show 代替 v-if。

  4. 避免在循环中使用相同的 key： 如果在循环中使用相同的 key，会导致 Vue 无法正确地更新 DOM，可能会出现显示错误或者性能问题。

六、index 作为 key 的陷阱

很多初学者会使用数组索引 index 作为 key，这在某些情况下可能会导致问题。

咱们来看个例子：

<template>
  <ul>
    <li v-for="(item, index) in items" :key="index">{{ item.name }}</li>
  </ul>
  <button @click="removeItem(1)">Remove Item</button>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      items: [
        { id: 1, name: 'Apple' },
        { id: 2, name: 'Banana' },
        { id: 3, name: 'Orange' }
      ]
    };
  },
  methods: {
    removeItem(index) {
      this.items.splice(index, 1);
    }
  }
};
</script>

在这个例子中，我们使用数组索引 index 作为 key。当我们点击 "Remove Item" 按钮删除第二个 item 时，会发生什么呢？

Vue 会发现第二个 li 节点的 key 从 1 变成了 0，第三个 li 节点的 key 从 2 变成了 1。也就是说，所有 li 节点的 key 都发生了变化。

这会导致 Vue 认为所有 li 节点都需要更新，从而进行不必要的 DOM 操作。

因此，除非你的列表是静态的，或者你确定列表中的 item 不会发生改变，否则不要使用数组索引 index 作为 key。

七、总结

key 是 Vue Diff 算法中一个非常重要的属性，它可以帮助 Vue 更高效地更新 DOM。使用正确的 key 可以提高应用的性能，避免不必要的 DOM 操作。

希望今天的讲座能帮助大家更好地理解 Vue Diff 算法中 key 的作用。记住，key 是 Diff 算法的“身份证”，用好它，你的 Vue 应用就能飞起来！

好了，今天的讲座就到这里，感谢大家的收看！咱们下次再见！

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