面试官：什么是虚拟DOM？如何实现一个虚拟DOM？说说你的思路

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目录

一、什么是虚拟DOM

二、为什么需要虚拟DOM

三、如何实现虚拟DOM

小结

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一、什么是虚拟DOM

虚拟 DOM （Virtual DOM ）这个概念相信大家都不陌生，从 React 到 Vue ，虚拟 DOM 为这两个框架都带来了跨平台的能力（React-Native 和 Weex）

实际上它只是一层对真实DOM的抽象，以JavaScript 对象 (VNode 节点) 作为基础的树，用对象的属性来描述节点，最终可以通过一系列操作使这棵树映射到真实环境上

在Javascript对象中，虚拟DOM 表现为一个 Object 对象。并且最少包含标签名 (tag)、属性 (attrs) 和子元素对象 (children) 三个属性，不同框架对这三个属性的名命可能会有差别

创建虚拟DOM就是为了更好将虚拟的节点渲染到页面视图中，所以虚拟DOM对象的节点与真实DOM的属性一一照应

在vue中同样使用到了虚拟DOM技术

定义真实DOM

<div id="app"><p class="p">节点内容</p><h3>{{ foo }}</h3>
</div>

实例化vue

const app = new Vue({el:"#app",data:{foo:"foo"}
})

观察render的render，我们能得到虚拟DOM

(function anonymous(
) {with(this){return _c('div',{attrs:{"id":"app"}},[_c('p',{staticClass:"p"},[_v("节点内容")]),_v(" "),_c('h3',[_v(_s(foo))])])}})

通过VNode，vue可以对这颗抽象树进行创建节点,删除节点以及修改节点的操作， 经过diff算法得出一些需要修改的最小单位,再更新视图，减少了dom操作，提高了性能

二、为什么需要虚拟DOM

DOM是很慢的，其元素非常庞大，页面的性能问题，大部分都是由DOM操作引起的

真实的DOM节点，哪怕一个最简单的div也包含着很多属性，可以打印出来直观感受一下：

由此可见，操作DOM的代价仍旧是昂贵的，频繁操作还是会出现页面卡顿，影响用户的体验

举个例子：

你用传统的原生api或jQuery去操作DOM时，浏览器会从构建DOM树开始从头到尾执行一遍流程

当你在一次操作时，需要更新10个DOM节点，浏览器没这么智能，收到第一个更新DOM请求后，并不知道后续还有9次更新操作，因此会马上执行流程，最终执行10次流程

而通过VNode，同样更新10个DOM节点，虚拟DOM不会立即操作DOM，而是将这10次更新的diff内容保存到本地的一个js对象中，最终将这个js对象一次性attach到DOM树上，避免大量的无谓计算

很多人认为虚拟 DOM 最大的优势是 diff 算法，减少 JavaScript 操作真实 DOM 的带来的性能消耗。虽然这一个虚拟 DOM 带来的一个优势，但并不是全部。虚拟 DOM 最大的优势在于抽象了原本的渲染过程，实现了跨平台的能力，而不仅仅局限于浏览器的 DOM，可以是安卓和 IOS 的原生组件，可以是近期很火热的小程序，也可以是各种GUI

三、如何实现虚拟DOM

首先可以看看vue中VNode的结构

源码位置：src/core/vdom/vnode.js

export default class VNode {tag: string | void;data: VNodeData | void;children: ?Array<VNode>;text: string | void;elm: Node | void;ns: string | void;context: Component | void; // rendered in this component's scopefunctionalContext: Component | void; // only for functional component root nodeskey: string | number | void;componentOptions: VNodeComponentOptions | void;componentInstance: Component | void; // component instanceparent: VNode | void; // component placeholder noderaw: boolean; // contains raw HTML? (server only)isStatic: boolean; // hoisted static nodeisRootInsert: boolean; // necessary for enter transition checkisComment: boolean; // empty comment placeholder?isCloned: boolean; // is a cloned node?isOnce: boolean; // is a v-once node?constructor (tag?: string,data?: VNodeData,children?: ?Array<VNode>,text?: string,elm?: Node,context?: Component,componentOptions?: VNodeComponentOptions) {/*当前节点的标签名*/this.tag = tag/*当前节点对应的对象，包含了具体的一些数据信息，是一个VNodeData类型，可以参考VNodeData类型中的数据信息*/this.data = data/*当前节点的子节点，是一个数组*/this.children = children/*当前节点的文本*/this.text = text/*当前虚拟节点对应的真实dom节点*/this.elm = elm/*当前节点的名字空间*/this.ns = undefined/*编译作用域*/this.context = context/*函数化组件作用域*/this.functionalContext = undefined/*节点的key属性，被当作节点的标志，用以优化*/this.key = data && data.key/*组件的option选项*/this.componentOptions = componentOptions/*当前节点对应的组件的实例*/this.componentInstance = undefined/*当前节点的父节点*/this.parent = undefined/*简而言之就是是否为原生HTML或只是普通文本，innerHTML的时候为true，textContent的时候为false*/this.raw = false/*静态节点标志*/this.isStatic = false/*是否作为跟节点插入*/this.isRootInsert = true/*是否为注释节点*/this.isComment = false/*是否为克隆节点*/this.isCloned = false/*是否有v-once指令*/this.isOnce = false}// DEPRECATED: alias for componentInstance for backwards compat./* istanbul ignore next https://github.com/answershuto/learnVue*/get child (): Component | void {return this.componentInstance}
}

这里对VNode进行稍微的说明：

• 所有对象的 context 选项都指向了 Vue 实例
• elm 属性则指向了其相对应的真实 DOM 节点

vue是通过createElement生成VNode

源码位置：src/core/vdom/create-element.js

export function createElement (context: Component,tag: any,data: any,children: any,normalizationType: any,alwaysNormalize: boolean
): VNode | Array<VNode> {if (Array.isArray(data) || isPrimitive(data)) {normalizationType = childrenchildren = datadata = undefined}if (isTrue(alwaysNormalize)) {normalizationType = ALWAYS_NORMALIZE}return _createElement(context, tag, data, children, normalizationType)
}

上面可以看到createElement 方法实际上是对 _createElement 方法的封装，对参数的传入进行了判断

export function _createElement(context: Component,tag?: string | Class<Component> | Function | Object,data?: VNodeData,children?: any,normalizationType?: number
): VNode | Array<VNode> {if (isDef(data) && isDef((data: any).__ob__)) {process.env.NODE_ENV !== 'production' && warn(`Avoid using observed data object as vnode data: ${JSON.stringify(data)}\n` +'Always create fresh vnode data objects in each render!',context`)return createEmptyVNode()}// object syntax in v-bindif (isDef(data) && isDef(data.is)) {tag = data.is}if (!tag) {// in case of component :is set to falsy valuereturn createEmptyVNode()}... // support single function children as default scoped slotif (Array.isArray(children) &&typeof children[0] === 'function') {data = data || {}data.scopedSlots = { default: children[0] }children.length = 0}if (normalizationType === ALWAYS_NORMALIZE) {children = normalizeChildren(children)} else if ( === SIMPLE_NORMALIZE) {children = simpleNormalizeChildren(children)}// 创建VNode...
}

可以看到_createElement接收5个参数：

• context 表示 VNode 的上下文环境，是 Component 类型

• tag 表示标签，它可以是一个字符串，也可以是一个 Component

• data 表示 VNode 的数据，它是一个 VNodeData 类型

• children 表示当前 VNode 的子节点，它是任意类型的

• normalizationType 表示子节点规范的类型，类型不同规范的方法也就不一样，主要是参考 render 函数是编译生成的还是用户手写的

根据normalizationType 的类型，children会有不同的定义

if (normalizationType === ALWAYS_NORMALIZE) {children = normalizeChildren(children)
} else if ( === SIMPLE_NORMALIZE) {children = simpleNormalizeChildren(children)
}

simpleNormalizeChildren方法调用场景是 render 函数是编译生成的

normalizeChildren方法调用场景分为下面两种：

• render 函数是用户手写的
• 编译 slot、v-for 的时候会产生嵌套数组

无论是simpleNormalizeChildren还是normalizeChildren都是对children进行规范（使children 变成了一个类型为 VNode 的 Array），这里就不展开说了

规范化children的源码位置在：src/core/vdom/helpers/normalzie-children.js

在规范化children后，就去创建VNode

let vnode, ns
// 对tag进行判断
if (typeof tag === 'string') {let Ctorns = (context.$vnode && context.$vnode.ns) || config.getTagNamespace(tag)if (config.isReservedTag(tag)) {// 如果是内置的节点，则直接创建一个普通VNodevnode = new VNode(config.parsePlatformTagName(tag), data, children,undefined, undefined, context)} else if (isDef(Ctor = resolveAsset(context.$options, 'components', tag))) {// component// 如果是component类型，则会通过createComponent创建VNode节点vnode = createComponent(Ctor, data, context, children, tag)} else {vnode = new VNode(tag, data, children,undefined, undefined, context)}
} else {// direct component options / constructorvnode = createComponent(tag, data, context, children)
}

createComponent同样是创建VNode

源码位置：src/core/vdom/create-component.js

export function createComponent (Ctor: Class<Component> | Function | Object | void,data: ?VNodeData,context: Component,children: ?Array<VNode>,tag?: string
): VNode | Array<VNode> | void {if (isUndef(Ctor)) {return}// 构建子类构造函数 const baseCtor = context.$options._base// plain options object: turn it into a constructorif (isObject(Ctor)) {Ctor = baseCtor.extend(Ctor)}// if at this stage it's not a constructor or an async component factory,// reject.if (typeof Ctor !== 'function') {if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {warn(`Invalid Component definition: ${String(Ctor)}`, context)}return}// async componentlet asyncFactoryif (isUndef(Ctor.cid)) {asyncFactory = CtorCtor = resolveAsyncComponent(asyncFactory, baseCtor, context)if (Ctor === undefined) {return createAsyncPlaceholder(asyncFactory,data,context,children,tag)}}data = data || {}// resolve constructor options in case global mixins are applied after// component constructor creationresolveConstructorOptions(Ctor)// transform component v-model data into props & eventsif (isDef(data.model)) {transformModel(Ctor.options, data)}// extract propsconst propsData = extractPropsFromVNodeData(data, Ctor, tag)// functional componentif (isTrue(Ctor.options.functional)) {return createFunctionalComponent(Ctor, propsData, data, context, children)}// extract listeners, since these needs to be treated as// child component listeners instead of DOM listenersconst listeners = data.on// replace with listeners with .native modifier// so it gets processed during parent component patch.data.on = data.nativeOnif (isTrue(Ctor.options.abstract)) {const slot = data.slotdata = {}if (slot) {data.slot = slot}}// 安装组件钩子函数，把钩子函数合并到data.hook中installComponentHooks(data)//实例化一个VNode返回。组件的VNode是没有children的const name = Ctor.options.name || tagconst vnode = new VNode(`vue-component-${Ctor.cid}${name ? `-${name}` : ''}`,data, undefined, undefined, undefined, context,{ Ctor, propsData, listeners, tag, children },asyncFactory)if (__WEEX__ && isRecyclableComponent(vnode)) {return renderRecyclableComponentTemplate(vnode)}return vnode
}

稍微提下createComponent生成VNode的三个关键流程：

• 构造子类构造函数Ctor
• installComponentHooks安装组件钩子函数
• 实例化 vnode

小结

createElement 创建 VNode 的过程，每个 VNode 有 children，children 每个元素也是一个VNode，这样就形成了一个虚拟树结构，用于描述真实的DOM树结构