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。 - 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

各位老铁，早上好！我是你们的老朋友，今天咱们来聊聊Vue Diff算法里那个磨人的小妖精——key属性。这玩意儿看着不起眼，但却是Vue高效更新DOM的关键所在。不理解它，你的Vue代码可能跑得比蜗牛还慢。准备好了吗？咱们这就开始！

开场白：DOM操作的痛点

在深入key之前，咱们先得明白一个道理：直接操作DOM是很贵的！这就像你辛辛苦苦盖了栋房子，发现其中一间房子的墙歪了，你不是简单地把墙扶正，而是直接把整栋房子推倒重建，那得多费劲啊！

Vue的设计理念之一就是尽量减少不必要的DOM操作。Diff算法就是为了找出需要更新的最小范围，然后精准地进行DOM修改，避免大动干戈。而key属性，正是Diff算法的眼睛，帮助它更准确地判断哪些节点需要更新，哪些可以复用，哪些需要移动。

key：节点的身份证

想象一下，你班上有五个同学，每次点名的时候，老师都按照座位顺序来点。如果中间有几个同学换了位置，老师还是按照座位顺序点名，那就很容易点错，甚至把新来的同学当成老同学。

key的作用就类似于学生的学号或者身份证号。每个key对应一个唯一的VNode（虚拟DOM节点），Vue通过key来识别VNode的身份。即使VNode的顺序发生改变，Vue也能准确地找到它，并决定是复用、更新还是删除。

没有key会怎样？

如果没有key，Vue Diff算法会怎么做？简单来说，它会采用一种“就地更新”的策略。

假设我们有以下两个VNode列表：

旧VNode列表：

<ul>
  <li>A</li>
  <li>B</li>
  <li>C</li>
</ul>

新VNode列表：

<ul>
  <li>C</li>
  <li>A</li>
  <li>B</li>
</ul>

如果没有key，Vue会认为：

第一个<li>（旧的A）需要更新为C的内容。
第二个<li>（旧的B）需要更新为A的内容。
第三个<li>（旧的C）需要更新为B的内容。

这意味着Vue会对所有节点进行更新操作，即使它们只是位置发生了变化。这显然是低效的。

加上key，世界都美好了

现在，我们给每个<li>加上key：

旧VNode列表：

<ul>
  <li key="a">A</li>
  <li key="b">B</li>
  <li key="c">C</li>
</ul>

新VNode列表：

<ul>
  <li key="c">C</li>
  <li key="a">A</li>
  <li key="b">B</li>
</ul>

现在，Vue Diff算法会怎么做？

遍历新VNode列表，遇到key="c"，在旧VNode列表中找到对应的key="c"的节点，发现内容相同，只是位置发生了变化，于是将该节点移动到正确的位置。
遇到key="a"，同样在旧VNode列表中找到对应的节点，移动到正确的位置。
遇到key="b"，重复上述操作。

这样，Vue只需要移动节点的位置，而不需要进行任何更新操作，大大提高了效率。

key的源码实现：Diff算法的核心

Vue Diff算法的核心在于patch函数。patch函数接收两个参数：旧VNode（oldVnode）和新VNode（vnode）。它的主要任务是比较这两个VNode，并找出需要更新的最小范围。

在patch函数中，如果新旧VNode都有key属性，并且key相同，那么Vue会认为这两个VNode是同一个节点，可以进行复用。

以下是patch函数中关键代码的简化版：

function patch(oldVnode, vnode) {
  if (sameVnode(oldVnode, vnode)) {
    // 如果是相同的VNode，则进行patchVnode
    patchVnode(oldVnode, vnode);
  } else {
    // 否则，替换旧的VNode
    const parentElm = oldVnode.elm.parentNode;
    createElm(vnode); // 创建新的DOM元素
    parentElm.insertBefore(vnode.elm, oldVnode.elm.nextSibling); // 插入到正确的位置
    removeVnodes(parentElm, [oldVnode], 0, 0); // 移除旧的VNode
  }
}

function sameVnode(a, b) {
  return (
    a.key === b.key && // key相同
    a.tag === b.tag && // 标签相同
    a.isComment === b.isComment && // 是否为注释节点
    isDef(a.data) === isDef(b.data) && // 是否都有data
    sameInputType(a, b) // input类型是否相同
  );
}

function patchVnode(oldVnode, vnode) {
  // ... 省略复杂的patchVnode逻辑
}

可以看到，sameVnode函数是判断两个VNode是否相同的关键。如果key不同，或者其他一些条件不满足，Vue就会认为这两个VNode不是同一个节点，需要进行替换操作。

key的类型和唯一性

key的类型可以是字符串或数字。但是，必须保证key的唯一性。如果key不唯一，Vue Diff算法可能会出现混乱，导致错误的更新。

举个例子，如果你的key都是索引值，而列表中的数据发生了变化，那么key和实际的节点对应关系就会错乱，导致Vue进行错误的更新。

错误示范：使用索引作为key

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

假设list的初始值为['A', 'B', 'C']，那么key分别为0、1、2。如果我们将list改为['C', 'A', 'B']，那么Vue会认为：

第一个<li>（key=0）需要更新为C的内容。
第二个<li>（key=1）需要更新为A的内容。
第三个<li>（key=2）需要更新为B的内容。

这实际上进行了三次更新操作，而我们只需要移动节点的位置即可。

正确示范：使用唯一ID作为key

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

如果每个item都有一个唯一的id属性，那么Vue Diff算法就能准确地识别每个节点，并进行高效的更新。

key的应用场景

v-for循环： 这是key最常见的应用场景。确保每个循环项都有一个唯一的key，可以提高列表更新的效率。
动态组件： 当使用<component :is="dynamicComponent">时，如果dynamicComponent的值发生了变化，Vue会销毁旧的组件实例，并创建新的组件实例。如果加上key，可以避免不必要的组件销毁和创建。
transition-group： 在使用transition-group实现列表过渡效果时，key也是必不可少的。它可以帮助Vue识别哪些节点需要添加过渡效果，哪些节点需要移除过渡效果。

key的性能优化

避免使用随机数作为key： 虽然随机数可以保证唯一性，但是每次渲染都会生成新的key，导致Vue无法复用节点，降低性能。
尽量使用稳定的key： key的值应该尽量保持稳定，避免频繁变化。如果key的值经常变化，Vue Diff算法可能会频繁地进行节点的创建和销毁操作，影响性能。

总结：key的重要性

特性	作用	影响	最佳实践
唯一标识	唯一标识VNode，使Diff算法能够正确识别节点。	准确判断节点是否需要更新、复用或移动，避免不必要的DOM操作。	使用稳定的、唯一的ID作为Key，例如数据库ID或UUID。
节点复用	允许Diff算法复用已存在的DOM节点，而不是每次都创建新的节点。	减少DOM操作，提高渲染性能，特别是对于大型列表。	确保Key的唯一性，避免重复使用相同的Key。
列表更新	在列表更新时，能够正确处理节点的插入、删除和移动。	避免错误的DOM更新，保证列表数据的正确性。	避免使用索引作为Key，因为索引可能会随着列表的变化而改变。
动态组件	在动态组件切换时，能够正确地销毁和创建组件实例。	避免不必要的组件销毁和创建，提高组件切换的性能。	在使用动态组件时，务必提供Key属性。
过渡动画	在`transition-group`中，能够正确地添加和移除过渡动画。	实现流畅的列表过渡效果。	在`transition-group`中使用`key`属性，确保每个节点都有唯一的标识。
性能优化	避免使用随机数作为Key，尽量使用稳定的Key。	减少不必要的DOM操作，提高渲染性能。	使用稳定的、唯一的ID作为Key，避免频繁变化。
代码可维护性	提高代码的可读性和可维护性。	方便后续的代码修改和维护，减少出错的可能性。	在使用`v-for`循环时，务必提供Key属性，并添加注释说明Key的作用。

总而言之，key属性是Vue Diff算法中至关重要的一个组成部分。它可以帮助Vue高效地更新DOM，提高应用的性能。在实际开发中，我们应该养成良好的习惯，为每个VNode都加上一个唯一的key，让我们的Vue应用跑得更快更稳！

好啦，今天的讲座就到这里。希望大家对key属性有了更深入的理解。下次再见！

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