虚拟Dom详解 - (一)

摘要：为此也做了一些学习简单的侃一侃虚拟到底是什么虚拟详解二什么是虚拟虚拟首次产生是框架最先提出和使用的，其卓越的性能很快得到广大开发者的认可，继之后也在其核心引入了虚拟的概念。所谓的虚拟到底是什么也就是通过语言来描述一段代码。

随着Vue和React的风声水起，伴随着诸多框架的成长，虚拟DOM渐渐成了我们经常议论和讨论的话题。什么是虚拟DOM，虚拟DOM是如何渲染的，那么Vue的虚拟Dom和React的虚拟DOM到底有什么区别等等等...一系列的话题都在不断的讨论中。为此也做了一些学习简单的侃一侃虚拟DOM到底是什么？

虚拟Dom详解 - (二)

什么是虚拟Dom

虚拟DOM首次产生是React框架最先提出和使用的，其卓越的性能很快得到广大开发者的认可，继React之后vue2.0也在其核心引入了虚拟DOM的概念。在没有虚拟DOM的时候，我们在创建页面的时候一般都是使用HTML标签一个一个的去搭建我们的页面，既然有了DOM节点以后，为什么不直接使用原生DOM，那么原生DOM到底有什么弊端呢？原因是这个样子的，原生DOM中一个Node节点有N多的属性，一旦对DOM进行操作的时候会影响页面性能的核心问题主要在于DOM操作导致了页面的重绘或重排，为了减少由于重绘和重排对网页性能的影响，所以无论在什么项目中尽可能少的去操作DOM节点是性能优化的一大重点。

所谓的虚拟DOM到底是什么？也就是通过JavaScript语言来描述一段HTML代码。其实使用JavaScript描述一段HTML代码是很简单的：

HTML:

  
节点一

JavaScript：

const createElement = () => {
  return {
    "tag":"div",
    "prop":{
      "id":"app"
    },
    "children":[
      {
        "tag":"p",
        "prop":{
          "class":"text"
        },
        "children":["节点一"]
      }
    ]
  }
}

上面的代码中，只是简单的使用了JavaScript语言简单描述了一下HTML部分相对应的代码，此时我们只需要再写入一个创建DOM的方法，按照文档描述将创建好的DOM按照层级添加到里面页面中就好了。

上述JavaScript中所描述的数据类型也就可以简单的理解为是虚拟DOM,虽然这个虚拟DOM是那么的简陋，但是足可以说明情况啦,像Vue和React当需要对页面进行渲染更新的时候，则是对比的就是虚拟DOM更新前后的差异只对有差异的部分进行更新，大大减少了对DOM的操作。这里也就是我们经常所说的DIFF算法。

通过上述描述可以总结得出，由于原生DOM节点中的属性和方法过于复杂，操作时过于影响性能，所以使用Object来描述页面中的HTML结构,以达到对性能的提升。

如何创建虚拟DOM

如果熟悉Vue或React的朋友可能会知道一点，首先说下Vue,在使用中Vue中的虚拟DOM是使用template完成的，也就是平时我们项目中书写最多的模板，Vue通过vue-loader对其进行编译处理最后形成我们所需要的虚拟DOM，然而在React中则是不是这样的，React是没有template的，React则是使用的是JSX对进行编译，最后产生虚拟DOM，无论是Vue还是React最终的想要得到的就是虚拟DOM。

若想要知道虚拟DOM是如何创建的，那么就可简单的实现一下其创建过程，在上面中可以得到一个描述DOM节点的数据文本，我们可以根据其需要对其进行创建：

const vnodeTypes = {
  //  HTML节点类型
  "HTML":"HTML",
  //  文本类型
  "TEXT":"TEXT",
  //  组件类型
  "COMPONENT":"COMPONENT"
};
const childTeyps = {
  //  为空
  "EMPTY":"EMPTY",
  //  单个
  "SINGLE":"SINGLE",
  //  多个
  "MULTIPLE":"MULTIPLE"
};
//  新建虚拟DOM
//    所需创建标签名称
//    标签属性
//    标签子元素
function createElement (tag,data,children = null){
  //  当前元素的标签类型
  let flag;
  //  子元素的标签类型
  let childrenFlag;
  if(typeof tag === "string"){
    //  如果是文本的则认为是，普通的HTML标签
    //  将其元素的flag设置成HTML类型
    flag = vnodeTypes.HTML;
  }else if(typeof tag === "function"){
    //  如果为函数，则认为其为组件
    flag = vnodeTypes.COMPONENT;
  }
  else {
    //  否则是文本类型
    flag = vnodeTypes.TEXT;
  };
  //  判断子元素情况
  if(children === null){
    //  如果 children 为空
    //  则子元素类型为空
    childrenFlag = childTeyps.EMPTY;
  }else if (Array.isArray(children)){
    //  如果 children 为数组
    //  获取子元素长度
    let len = children.length;
    //  如果长度存在
    if(len){
      //  则设置子元素类型为多个
      childrenFlag = childTeyps.MULTIPLE;
    }else{
      //  否则设置为空
      childrenFlag = childTeyps.EMPTY;
    }
  }else {
    //  如果存在并且不为空
    //  则设置为单个
    childrenFlag = childTeyps.SINGLE;
    //  创建文本类型方法，并将 children 的值转为字符串
    children = createTextVNode(children+"");
  }

  //  返回虚拟DOM
  return {
    flag, //  虚拟DOM类型
    tag,  //  标签
    data, //  虚拟DOM属性
    children, //  虚拟DOM子节点
    childrenFlag,  //  虚拟DOM子节点类型
    el:null   //  挂载元素的父级
  };
};

//  新建文本类型虚拟DOM
function createTextVNode (text){
  return {
    //  节点类型设置为文本
    flag:vnodeTypes.TEXT,
    //  设置为没有标签
    tag:null,
    //  没有任何属性
    data:null,
    //  子元素类型设置为单个
    childrenFlag:childTeyps.EMPTY,
    //  保存子节点内容
    children:text
  };
};

通过上面的代码可以简单的实现对虚拟DOM的创建，可以通过调用createElement并传入用来描述虚拟DOM的对象，就可以打印出已经创建好的虚拟DOM节点：

const VNODEData = [
    "div",
    {id:"test"},
    [
        createElement("p",{},"节点一")
    ]
];
let div = createElement(...VNODEData);
console.log(div);

结果：

{
    "flag": "HTML",
    "tag": "div",
    "data": {
        "id": "test"
    },
    "children": [{
        "flag": "HTML",
        "tag": "p",
        "data": {},
        "children": {
            "flag": "TEXT",
            "tag": null,
            "data": null,
            "childrenFlag": "EMPTY"
        },
        "childrenFlag": "SINGLE"
    }],
    "childrenFlag": "MULTIPLE"
}

通过上述方法打印出来的则是按照传入的描述虚拟DOM的对象，已经创建好了一个虚拟DOM树，是不是一件很神奇的事情，其实仔细看下代码也没有什么特别重要的逻辑，只是该变了数据结构而已(可以这样理解，但是不能对外这么说，很丢人的，哈哈)。

既然虚拟DOM节点已经出来了，下一步就是如何渲染出虚拟DOM了，渲染虚拟DOM则需要一个特定的方法，在Vue和React中会在HTML有一个id为app的真实DOM节点，最终渲染的时候被替换成了虚拟DOM节点生成的真是的DOM节点，接下来就按照这个思路继续实现一下，在Vue和React都有render函数，这里也就同样使用这个名称进行命名了，在开始之前，首先要确认一点的是，无论是首次渲染还是更新都是通过render函数来完成的，所以要对其进行判断，其余的就不多赘述了。

//  渲染虚拟DOM
//    虚拟DOM节点树
//    承载DOM节点的容器，父元素
function render(vnode,container) {
  //  首次渲染
  mount(vnode,container);
};
//  首次渲染
function mount (vnode,container){
  //  所需渲染标签类型
  let {flag} = vnode;
  //  如果是节点
  if(flag === vnodeTypes.HTML){
    //  调用创建节点方法
    mountMethod.mountElement(vnode,container);
  } //  如果是文本
  else if(flag === vnodeTypes.TEXT){
    //  调用创建文本方法
    mountMethod.mountText(vnode,container);
  };
};
//  创建各种元素的方法
const mountMethod = {
  //  创建HTML元素方法
  mountElement(vnode,container){
    //  属性，标签名，子元素，子元素类型
    let {tag,children,childrenFlag} = vnode;
    //  创建的真实节点
    let dom = document.createElement(tag);
    //  在VNode中保存真实DOM节点
    vnode.el = dom;
    //  如果不为空，表示有子元素存在
    if(childrenFlag !== childTeyps.EMPTY){
      //  如果为单个元素
      if(childrenFlag === childTeyps.SINGLE){
        //  把子元素传入，并把当前创建的DOM节点以父元素传入
        //  其实就是要把children挂载到 当前创建的元素中
        mount(children,dom);
      } //  如果为多个元素
      else if(childrenFlag === childTeyps.MULTIPLE){
        //  循环子节点，并创建
        children.forEach((el) => mount(el,dom));
      };
    };
    //  添加元素节点
    container.appendChild(dom);
  },
  //  创建文本元素方法
  mountText(vnode,container){
    //  创建真实文本节点
    let dom = document.createTextNode(vnode.children);
    //  保存dom
    vnode.el = dom;
    //  添加元素
    container.appendChild(dom);
  }
};

通过上面的代码，就可完成真实DOM的渲染工作了，虽然但是这也只是完成了其中的一小部分而已。但是很多东西没有添加进去，比如动态添加style样式，给元素绑定样式，添加class等等等，一系列的问题都还没有解决，现在工作也只是简单的初始化而已。其实想要完成上述的功能也不是很难，要知道刚刚所说的所有东西都是添加到DOM节点上的，我们只需要在DOM节点上做文章就可以了，改进mountElement方法：

const mountMethod = {
  //  创建HTML元素方法
  mountElement(vnode,container){
    //  属性，标签名，子元素，子元素类型
    let {data,tag,children,childrenFlag} = vnode;
    //  创建的真实节点
    let dom = document.createElement(tag);
    //  添加属性   (✪ω✪)更新了这里哦
    data && domAttributeMethod.addData(dom,data);
    //  在VNode中保存真实DOM节点
    vnode.el = dom;
    //  如果不为空，表示有子元素存在
    if(childrenFlag !== childTeyps.EMPTY){
      //  如果为单个元素
      if(childrenFlag === childTeyps.SINGLE){
        //  把子元素传入，并把当前创建的DOM节点以父元素传入
        //  其实就是要把children挂载到 当前创建的元素中
        mount(children,dom);
      } //  如果为多个元素
      else if(childrenFlag === childTeyps.MULTIPLE){
        //  循环子节点，并创建
        children.forEach((el) => mount(el,dom));
      };
    };
    //  添加元素节点
    container.appendChild(dom);
  }
};
//  dom添加属性方法
const domAttributeMethod = {
  addData (dom,data){
    //  挂载属性
    for(let key in data){
      //  dom节点，属性名，旧值(方便做更新)，新值
      this.patchData(dom,key,null,data[key]);
    }
  },
  patchData (el,key,prv,next){
    switch(key){
      case "style":
        this.setStyle(el,key,prv,next);
        break;
      case "class":
        this.setClass(el,key,prv,next);
        break;
      default :
        this.defaultAttr(el,key,prv,next);
        break;
    }
  },
  setStyle(el,key,prv,next){
    for(let attr in next){
      el.style[attr] = next[attr];
    }
  },
  setClass(el,key,prv,next){
    el.setAttribute("class",next);
  },
  defaultAttr(el,key,prv,next){
    if(key[0] === "@"){
      this.addEvent(el,key,prv,next);
    }
    else {
      this.setAttribute(el,key,prv,next);
    }
  },
  addEvent(el,key,prv,next){
    if(next){
      el.addEventListener(key.slice(1),next);
    }
  },
  setAttribute(el,key,prv,next){
    el.setAttribute(key,next);
  }
};

最终使用：

const VNODEData = [
    "div",
    {id:"test"},
    [
      createElement("p",{
        key:1,
        style:{
          color:"red",
          background:"pink"
        }
      },"节点一"),
      createElement("p",{
        key:2,
        "@click":() => console.log("click me!!!")
      },"节点二"),
      createElement("p",{
        key:3,
        class:"active"
      },"节点三"),
      createElement("p",{key:4},"节点四"),
      createElement("p",{key:5},"节点五")
    ]
];
let VNODE = createElement(...VNODEData);
render(VNODE,document.getElementById("app"));

以上就简单的实现了对虚拟DOM的创建以及属性的以及事件的挂载，算是有一个很大的跨越了，只是完成初始化是远远不够的，还需要对其进一步处理，so~有时间的话会继续对虚拟DOM的更新进行说明。也就是其DIFF算法部分。单一职责，一篇博客只做一件事，哈哈~

总结

虚拟DOM在目前流行的几大框架中都作为核心的一部分使用，可见其性能的高效，本文只是简单的做一个简单的剖析，说到头来其实虚拟DOM就是使用JavaScript对象来表示DOM树的信息和结构，这个JavaScript对象可以构建一个真正的DOM树。当状态变更的时候用修改后的新渲染的的JavaScript对象和旧的虚拟DOM的JavaScript对象作对比，记录着两棵树的差异。把差别反映到真实的DOM结构上最后操作真正的DOM的时候只操作有差异的部分就可以了。

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