Vue 源码分析 - 更新流程（Diff算法）（🔥🔥超全解析详细到每一行！！！）

前言

文中讲解代码为 Vue 组合式 API 的最后一个版本 2.6.14 ~ 为了更好的理解，省略了部分代码，留下核心逻辑进行讲解。如需完整代码解释，可在代码库拉取完整代码，每一行均有完整注释，并在不断地完善中，我也会不断补充所有 Vue 源码中涉及到的逻辑；文章中有需要纠正的地方，欢迎大家指出，我们共同打造一份详细易懂的源码解析 ~

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如果大家想要了解代码中提到的函数，可以评论区留言，我会补充对该函数的讲解！

Vue 的 Virtual DOM 和 Diff 算法是其核心特性之一，也是面试的热点话题之一。它们使得 Vue 能够高效地更新视图。在本文中，我们将深入探讨 Vue 源码中的 Diff 算法，了解它是如何工作的以及它对 Vue 应用的性能优化有何影响

流程讲解

在 Vue 中，当数据发生变化的时候，会触发渲染 watcher 的回调函数（ updateComponent ），进而执行组件的更新过程（在本章我们无需关注如何触发更新，只需知道此时在更新组件，以及更新所调用的方法）

在之前的实例挂载章节提到过，当 Vue 挂载的时候，会初始化渲染 watcher，并传入更新方法 updateComponent

在之前的依赖收集章节提到过，当更新视图时，会调用更新方法，即 updateComponent => vm._update方法

javascript 复制代码

// src\core\instance\lifecycle.js

function mountComponent (vm, el, hydrating) {
  ...
  var updateComponent = function () { // 更新组件
    vm._update(vm._render(), hydrating);
  };
  
  // 实例化渲染Watcher (传入 updateComponent函数, 在更新时调用)
  new Watcher(vm, updateComponent, noop, {
    before: function before () {
      if (vm._isMounted && !vm._isDestroyed) {
        callHook(vm, 'beforeUpdate');
      }
    }
  }, true /* isRenderWatcher */);
}

组件的更新调用了 vm._update 方法，而更新的核心方法便是 vm.__patch__(prevVnode, vnode) 这一步，而 __patch__ 方法的本质就是 patch 方法

此方法在初次渲染时，将虚拟节点保存到 _vnode 上，作为是否初次渲染的标识

javascript 复制代码

// src\core\instance\lifecycle.js

Vue.prototype.__patch__ = patch;

Vue.prototype._update = function (vnode: VNode, hydrating?: boolean) {
  var vm = this;
  ...
  const prevVnode = vm._vnode
  vm._vnode = vnode;
  if (!prevVnode) { // 初始渲染
    vm.$el = vm.__patch__(vm.$el, vnode, hydrating, false /* removeOnly */)
  } else { // 更新渲染
    vm.$el = vm.__patch__(prevVnode, vnode)
  }
  
  ...
  
}

createPatchFunction方法（patch方法的创建）

以下是创建 patch 函数的过程，通过执行 createPatchFunction 得到的返回值便是 patch 函数，其中还包括许多更新过程中需要用到的方法

javascript 复制代码

// src\core\vdom\patch.js

function createPatchFunction (backend) {

  function patchVnode() { ... }
  
  return function patch (oldVnode, vnode, hydrating, removeOnly) { ... }
}

patch方法

现在单独分析 patch 方法的过程

首先，通常我们进行对比，会采用循环嵌套的方式去遍历，复杂度较高。而 Diff 算法的整体策略：深度优先算法，同层比较 ，不会跨层级比较，时间复杂度是 O(n)

然后，我们分析代码，在 patch 方法中会出现以下两种情况（此处不分析组件）：

旧节点为虚拟节点且与新节点相同

当新旧节点相同时，使用 Diff 算法更新，核心便是调用 patchVnode 方法

需要注意的是判断新旧节点相等的方法 sameVnode 的判断依据是节点的 tag（标签名）和 key（节点标识）相等。当 key 值都不存在时，则都为 undefined ，即为相等

旧节点为虚拟节点且新旧节点不相同或旧节点为真实节点

新旧节点不同时，由于 Diff 算法只会同层级比较，所以创建新节点并销毁旧节点
旧节点为真实节点，则创建一个空节点(虚拟节点)替换它，再进行创建销毁操作

javascript 复制代码

// src\core\vdom\patch.js

function patch (oldVnode, vnode, hydrating, removeOnly) {

  if (isUndef(oldVnode)) {
    ...
  } else {
    var isRealElement = isDef(oldVnode.nodeType); // 是否为真实节点
    
    // 1. 旧节点为虚拟节点且新旧节点相同 (使用 Diff算法更新)
    if (!isRealElement && sameVnode(oldVnode, vnode)) {
      patchVnode(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, null, null, removeOnly);
      
    // 2. 旧节点为虚拟节点且新旧节点不相同 (创建并插入新节点, 移除旧节点)
    } else {
      var oldElm = oldVnode.elm; // 旧节点的真实 DOM
      var parentElm = nodeOps.parentNode(oldElm); // 旧节点的父节点

      createElm( // 创建新节点并插入父级节点
        vnode,
        insertedVnodeQueue,
        oldElm._leaveCb ? null : parentElm,
        nodeOps.nextSibling(oldElm)
      );

      ...

      if (isDef(parentElm)) { // 销毁旧节点
        removeVnodes([oldVnode], 0, 0);
      }
    }
  }
  
  return vnode.elm
}

patchVnode方法

然后我们紧接着看 patchVnode 方法，这里主要会做以下三步处理：静态节点的处理、节点属性的处理以及对子节点的处理，我们接下来一一分析

javascript 复制代码

// src\core\vdom\patch.js

function patchVnode (oldVnode, vnode ...) {
  
  ...

  var elm = vnode.elm = oldVnode.elm;

  // 1. 静态节点的处理

  // 2. 节点属性的处理

  // 3. 对子节点的处理
  
}

静态节点的处理

新旧虚拟节点如果为静态节点，就不需要进行更新操作，直接跳过更新比对的过程

javascript 复制代码

// isStatic: 是否是静态节点
// isCloned: 是否是克隆节点
// isOnce: 是否使用 v-once 指令 (仅初渲染, 不随数据变化而变化)
if (isTrue(vnode.isStatic) &&
  isTrue(oldVnode.isStatic) &&
  vnode.key === oldVnode.key &&
  (isTrue(vnode.isCloned) || isTrue(vnode.isOnce))
) {
  vnode.componentInstance = oldVnode.componentInstance;
  return
}

静态节点的判断方法 isStatic，判断依据如下

文本类型节点
使用 v-pre 指令和 pre 标签（跳过元素和其子元素的编译过程）
其他节点：

非动态绑定
不含 v-if，v-for，v-else 指令
非 slot，component 标签的节点
是否为符合当前平台的标签(例：web 平台可使用 div，span，select 等)
静态节点的父节点, 不能为使用 v-for 指令的 template 标签
节点是否包含静态属性( type，tag，attrsList 等)

javascript 复制代码

// vue\compiler\optimizer.js

function isStatic (node) {
  if (node.type === 2) { // 表达式
    return false
  }
  if (node.type === 3) { // 文本节点
    return true
  }
  return !!(node.pre || (
    !node.hasBindings && // 非动态绑定
    !node.if && !node.for && // 不含v-if v-for v-else指令
    !isBuiltInTag(node.tag) && // 非slot component标签
    isPlatformReservedTag(node.tag) && // 是否为符合当前平台的标签
    !isDirectChildOfTemplateFor(node) && // 祖先节点不能为使用 v-for指令的 template标签
    Object.keys(node).every(isStaticKey) // 节点是否包含静态属性
  ))
}

节点属性的处理

通过遍历 cbs.update 方法，调用对属性的处理方法对属性进行操作，分别有以下几种处理函数：

updateAttrs：更新 attr 属性
updateClass：更新 class 属性
updateDOMListeners：更新绑定事件属性
updateDOMProps：更新 props 属性
updateStyle：更新 style 属性
updateDrectives：更新指令 Drectives 属性

javascript 复制代码

var oldCh = oldVnode.children;
var ch = vnode.children;

if (isDef(data) && isPatchable(vnode)) {
  for (i = 0; i < cbs.update.length; ++i) { 
    cbs.update[i](oldVnode, vnode); // 更新
  }
}

而变量 cbs 的定义过程如下，是包含以生命周期为键名，属性的处理函数集合为键值的对象

javascript 复制代码

// src\platforms\web\runtime\modules\attrs.js
// src\platforms\web\runtime\modules\class.js

function updateAttrs (oldVnode, vnode) {}
function updateClass (oldVnode, vnode) {}

var attrs = {
  create: updateAttrs,
  update: updateAttrs
};

var klass = {
  create: updateClass,
  update: updateClass
};

...

var platformModules = [ // 处理方法
  attrs,
  klass,
  events,
  domProps,
  style,
  transition
];

var modules = platformModules.concat(baseModules);

var hooks = ['create', 'activate', 'update', 'remove', 'destroy']; // 生命周期

var patch = createPatchFunction({ nodeOps: nodeOps, modules: modules });

function createPatchFunction (backend) {
  var i, j;
  var cbs = {};

  var modules = backend.modules;

  for (i = 0; i < hooks.length; ++i) { // 在不同生命周期下对属性的处理函数
    cbs[hooks[i]] = [];
    for (j = 0; j < modules.length; ++j) {
      if (isDef(modules[j][hooks[i]])) {
        cbs[hooks[i]].push(modules[j][hooks[i]]);
      }
    }
  }

  ...

  return	return function patch (oldVnode, vnode, hydrating, removeOnly) {}
}

经过处理后的 cbs 如下

此处重点为 Diff 算法，属性的更新只讲解流程，具体处理，在我的源码中有详细注释

子节点的处理（重点）

此时首先会通过定义 text 属性来判断是否为文本节点

新节点非文本节点的情况

新旧节点都有子节点且不相同，则调用 updateChildren 方法比较更新子节点（重点）
新节点有子节点，旧节点无子节点。说明更新后多了子节点，则创建新 DOM 添加到父节点
旧节点有子节点，新节点无子节点。说明更新后旧节点的子节点不存在，则移除子节点
旧节点为文本节点，则将 DOM 的文本内容设置为空

新节点为文本节点的情况

新旧节点都为文本节点，但文本内容不一样，则将 DOM 的文本内容更新为新节点的文本内容

javascript 复制代码

if (isUndef(vnode.text)) { // 新节点非文本节点
  if (isDef(oldCh) && isDef(ch)) { // 新旧节点都有子节点
    if (oldCh !== ch) {
      updateChildren(elm, oldCh, ch, insertedVnodeQueue, removeOnly); // 比较更新子节点
    }
  } else if (isDef(ch)) { // 新节点有子节点
    if (isDef(oldVnode.text)) {
      nodeOps.setTextContent(elm, '');
    }
    addVnodes(elm, null, ch, 0, ch.length - 1, insertedVnodeQueue);
  } else if (isDef(oldCh)) { // 旧节点有子节点
    removeVnodes(oldCh, 0, oldCh.length - 1);
  } else if (isDef(oldVnode.text)) { // 旧节点为文本节点
    nodeOps.setTextContent(elm, '');
  }
} else if (oldVnode.text !== vnode.text) { // 新旧节点都为文本节点且文本不一样
  nodeOps.setTextContent(elm, vnode.text);
}

updateChildren方法

这便是 Diff 算法的核心，新旧虚拟节点的子节点对比，采用了双端指针 Diff 算法。对比的是虚拟 DOM，但是移动、删除、插入操作的是真实 DOM

javascript 复制代码

// src\core\vdom\patch.js

function updateChildren (parentElm, oldCh, newCh, insertedVnodeQueue, removeOnly) {
  var oldStartIdx = 0; // 旧节点的头指针
  var newStartIdx = 0; // 新节点的头指针
  var oldEndIdx = oldCh.length - 1; // 旧节点的尾指针
  var oldStartVnode = oldCh[0]; // 旧节点的头节点
  var oldEndVnode = oldCh[oldEndIdx]; // 旧节点的尾节点
  var newEndIdx = newCh.length - 1; // 新节点的尾指针
  var newStartVnode = newCh[0]; // 新节点的头节点
  var newEndVnode = newCh[newEndIdx]; // 新节点的尾节点
  var oldKeyToIdx, idxInOld, vnodeToMove, refElm;
  
  var canMove = !removeOnly;

  ...

  // 双端指针Diff
  while (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) {
    // 如果旧节点的头节点为空, 说明该节点已经在新节点列表中找到了位置, 需要将旧节点的头指针向后移动
    if (isUndef(oldStartVnode)) {
      oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]; // Vnode has been moved left
    // 如果旧节点的尾节点为空, 说明该节点已经在新节点列表中找到了位置, 需要将旧节点的尾指针向前移动
    } else if (isUndef(oldEndVnode)) {
      oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx];
      
    // 1. 旧节点的头节点与新节点的头节点进行比较
    } else if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) {
      patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx);
      oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]; // 移动旧节点的头指针以及更新旧节点的头节点
      newStartVnode = newCh[++newStartIdx]; // 移动新节点的头指针以及更新新节点的头节点
      
    // 2. 旧节点的尾节点与新节点的尾节点进行比较
    } else if (sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) {
      patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newEndIdx);
      oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]; // 移动旧节点的尾指针以及更新旧节点的尾节点
      newEndVnode = newCh[--newEndIdx]; // 移动新节点的尾指针以及更新新节点的尾节点
      
    // 3. 旧节点的头节点与新节点的尾节点进行比较
    } else if (sameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) {
      patchVnode(oldStartVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newEndIdx);
      // 将旧节点的头节点移动到旧节点的尾节点之后
      canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldStartVnode.elm, nodeOps.nextSibling(oldEndVnode.elm));
      oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]; // 移动旧节点的头指针以及更新旧节点的头节点
      newEndVnode = newCh[--newEndIdx];     // 移动新节点的尾指针以及更新新节点的尾节点
      
    // 4. 旧节点的尾节点与新节点的头节点进行比较
    } else if (sameVnode(oldEndVnode, newStartVnode)) {
      patchVnode(oldEndVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx);
      // 将旧节点的尾节点移动到旧节点的头节点之前
      canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldEndVnode.elm, oldStartVnode.elm);
      oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx];     // 移动旧节点的尾指针以及更新旧节点的尾节点
      newStartVnode = newCh[++newStartIdx]; // 移动新节点的头指针以及更新新节点的头节点

    // 5. 暴力对比
    } else {
      /* 生成旧节点映射表, 根据新节点的 key 查找对应的旧节点在旧节点列表中的索引 */
      if (isUndef(oldKeyToIdx)) { oldKeyToIdx = createKeyToOldIdx(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx); }
      idxInOld = isDef(newStartVnode.key)
        ? oldKeyToIdx[newStartVnode.key]
        : findIdxInOld(newStartVnode, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx);
      // 5.1 如果在映射表中找不到对应的索引, 则说明这是一个新节点, 需要创建
      if (isUndef(idxInOld)) {
        createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx);
      // 在映射表中找到了对应的旧节点, 尝试复用或者移动
      } else {
        vnodeToMove = oldCh[idxInOld];
        // 5.2.1 如果找到的旧节点和新节点是同一个节点, 则尝试复用
        if (sameVnode(vnodeToMove, newStartVnode)) {
          patchVnode(vnodeToMove, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx);
          oldCh[idxInOld] = undefined; // 将旧节点置为 undefined, 表示已经被复用
          // 将复用的节点移动到旧节点的头节点之前
          canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, vnodeToMove.elm, oldStartVnode.elm);
        // 5.2.2 如果 key 相同但节点不同, 按照新节点处理, 创建新节点并插入父级节点
        } else {
          createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx);
        }
      }
      newStartVnode = newCh[++newStartIdx]; // 移动新节点的头指针以及更新新节点的头节点
    }
  }
  
  if (oldStartIdx > oldEndIdx) { // 当新节点有剩余元素, 则插入
    addVnodes(parentElm, refElm, newCh, newStartIdx, newEndIdx, insertedVnodeQueue); // 插入 DOM元素
  } else if (newStartIdx > newEndIdx) { // 当旧节点有剩余元素, 则删除
    removeVnodes(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx); // 删除 DOM元素
  }
}

while 循环分别处理了以下5种情况：分别是节点的新前与旧前、新后与旧后、新后与旧前、新前与旧后以及暴力对比

while 循环结束的条件是当其中一个数组遍历完 startIdx < endIdx，则结束遍历。在循环的过程中，指针不断从两边向中间收拢

当循环结束后，还可能出现剩余节点的情况，对剩余节点的2种情况分别进行了处理

新前：新节点中头指针指向的节点

旧前：旧节点中头指针指向的节点

新后：新节点中尾指针指向的节点

旧后：旧节点中尾指针指向的节点

最开始未处理的旧节点对应的就是真实 DOM 的情况

新前与旧前

如果新旧节点相同，则不需操作真实 DOM。新老节点的头指针向后移动
如果不同，则继续进行新后与旧后的比较

新后与旧后

如果新旧节点相同，则不需操作真实 DOM。新老节点的尾指针向前移动
如果不同，则继续进行新后与旧前的比较

新后与旧前

如果新旧节点相同，则操作真实 DOM，将旧节点对应的真实 DOM 插入到旧节点的结束节点对应的真实 DOM 的后面。然后新节点的尾指针向前移动，旧节点的头指针向后移动
如果不同，则继续进行新前与旧后的比较

新前与旧后

如果新旧节点相同，则操作真实 DOM，将旧节点对应的真实 DOM 插入到旧节点的开始节点对应的真实 DOM 的前面。然后新节点的头指针向后移动，旧节点的尾指针向前移动
如果不同，则继续进行新前与旧后的比较

暴力对比

当以上四种对比均为成功，则进行暴力对比

首先生成一个节点 key 值映射到节点下标 key => index 的映射表。然后用新节点的开始节点的 key，去映射表找对应映射关系，此时会出现两种情况：

javascript 复制代码

let oldCh = [{    
  tag:"div",  key: 1
},{  
  tag:"span", key: 3
},{  
  tag:"div", key: 5
}];

// 映射表 key => index
let oldKeyToIdx = {
  1: 0,
  3: 1,
  5: 2
};

如果在映射表中找到，就把新节点对应的真实 DOM 插入旧节点的开始节点对应的真实 DOM 的前面，旧节点原来的位置用 undefined 占位，避免破坏映射表的位置。旧节点的头指针向后移动

2. 如果在映射表中没有找到，就为新节点创建真实 DOM 并插入旧节点的开始节点对应的真实 DOM 的前面。旧节点的头指针向后移动

疑问解答

对比后调用 patchVnode 的原因

调用 patchVnode 是继续处理它们的子节点，或更新文本

节点是如何移动的

简化后的源码是这样的，通过插入到头指针指向的节点之前完成移动操作

javascript 复制代码

parentElm.insertBefore(
  oldStartVnode.elm,
  oldEndVnode.elm.nextSibling
)

新节点有剩余

旧节点遍历完，新节点可能还有剩余。就为剩余新节点创建真实 DOM 并插入旧节点的结束节点对应的真实 DOM 的后面

旧节点有剩余

新节点遍历完，旧节点可能还有剩余。则遍历剩下的旧节点，删除旧节点对应的真实 DOM

总结

Diff 算法是什么？

Diff 算法是 Virtual DOM 在更新过程中的核心部分，它用于比较新旧 Virtual DOM 树，找出变化并更新到真实 DOM 上

Vue 中的 Diff 算法实现原理

Vue 中的 Diff 算法采用了双端比较的策略，将新旧节点逐个比较，以最小化操作数。同时，它通过使用 Key 来优化对列表的更新

Diff 算法的优化

Vue 中的 Diff 算法经过了多次优化，包括同级比较、元素移动、新增和删除等方面的优化，以提高更新效率

性能优化和注意事项

合理使用 Key 可以大大提高 Diff 算法的效率，避免出现不必要的重新渲染
避免过度深度的 Virtual DOM 可以减少 Diff 算法的复杂度
异步更新可以优化渲染性能，避免阻塞主线程

Diff 算法的重要性

Diff 算法是 Vue 高效更新视图的关键，它使得 Vue 应用能够在数据变化时快速响应，提升了用户体验。

总的来说，Vue 源码中的 Diff 算法是 Vue.js 的核心特性之一，它为我们提供了一种高效的方式来管理和更新 DOM。了解 Diff 算法的原理和优化策略，对于我们更好地使用 Vue.js 构建应用和进行性能优化是非常有帮助的

Vue 源码分析 - 更新流程（Diff算法） （🔥🔥超全解析详细到每一行！！！）

前言

流程讲解

createPatchFunction方法（patch方法的创建）

patch方法

patchVnode方法

静态节点的处理

节点属性的处理

子节点的处理（重点）

updateChildren方法

新前与旧前

新后与旧后

新后与旧前

新前与旧后

暴力对比

疑问解答

新节点有剩余

旧节点有剩余

总结

Vue 源码分析 - 更新流程（Diff算法）（🔥🔥超全解析详细到每一行！！！）