# 一、前言

有同学问：能否详细说一下 diff 算法。

简单说：diff 算法是一种优化手段，将前后两个模块进行差异化比较，修补(更新)差异的过程叫做 patch，也叫打补丁。

详细的说，请阅读这篇文章，有疑问的地方欢迎联系「松宝写代码」一起讨论。

文章主要解决的问题：

1、为什么要说这个 diff 算法？
2、虚拟 dom 的 diff 算法
3、为什么使用虚拟 dom？
4、diff 算法的复杂度和特点？
5、vue 的模板文件是如何被编译渲染的？
6、vue2.x 和 vue3.x 中的 diff 有区别吗
7、diff 算法的源头 snabbdom 算法
8、diff 算法与 snabbdom 算法的差异地方？

# 二、为什么要说这个 diff 算法？

因为 diff 算法是 vue2.x ， vue3.x 以及 react 中关键核心点，理解 diff 算法，更有助于理解各个框架本质。

说到「diff 算法」，不得不说「虚拟 Dom」，因为这两个息息相关。

比如：

vue 的响应式原理？
vue 的 template 文件是如何被编译的？
介绍一下 Virtual Dom 算法？
为什么要用 virtual dom 呢？
diff 算法复杂度以及最大的特点？
vue2.x 的 diff 算法中节点比较情况？

等等

# 三、虚拟 dom 的 diff 算法

我们先来说说虚拟 Dom，就是通过 JS 模拟实现 DOM ，接下来难点就是如何判断旧对象和新对象之间的差异。

Dom 是多叉树结构，如果需要完整的对比两棵树的差异，那么算法的时间复杂度 O(n ^ 3)，这个复杂度很难让人接收，尤其在 n 很大的情况下，于是 React 团队优化了算法，实现了 O(n) 的复杂度来对比差异。

实现 O(n) 复杂度的关键就是只对比同层的节点，而不是跨层对比，这也是考虑到在实际业务中很少会去跨层的移动 DOM 元素。

虚拟 DOM 差异算法的步骤分为 2 步：

首先从上至下，从左往右遍历对象，也就是树的深度遍历，这一步中会给每个节点添加索引，便于最后渲染差异
一旦节点有子元素，就去判断子元素是否有不同

# 3.1 vue 中 diff 算法

实际 diff 算法比较中，节点比较主要有 5 种规则的比较

1、如果新旧 VNode 都是静态的，同时它们的 key 相同（代表同一节点），并且新的 VNode 是 clone 或者是标记了 once（标记 v-once 属性，只渲染一次），那么只需要替换 elm 以及 componentInstance 即可。
2、新老节点均有 children 子节点，则对子节点进行 diff 操作，调用 updateChildren，这个 updateChildren 也是 diff 的核心。
3、如果老节点没有子节点而新节点存在子节点，先清空老节点 DOM 的文本内容，然后为当前 DOM 节点加入子节点。
4、当新节点没有子节点而老节点有子节点的时候，则移除该 DOM 节点的所有子节点。
5、当新老节点都无子节点的时候，只是文本的替换

部分源码 https://github.com/vuejs/vue/blob/8a219e3d4cfc580bbb3420344600801bd9473390/src/core/vdom/patch.js#L501 如下：

function patchVnode(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, ownerArray, index, removeOnly) {
  if (oldVnode === vnode) {
    return;
  }

  if (isDef(vnode.elm) && isDef(ownerArray)) {
    // clone reused vnode
    vnode = ownerArray[index] = cloneVNode(vnode);
  }

  const elm = (vnode.elm = oldVnode.elm);

  if (isTrue(oldVnode.isAsyncPlaceholder)) {
    if (isDef(vnode.asyncFactory.resolved)) {
      hydrate(oldVnode.elm, vnode, insertedVnodeQueue);
    } else {
      vnode.isAsyncPlaceholder = true;
    }
    return;
  }
  if (
    isTrue(vnode.isStatic) &&
    isTrue(oldVnode.isStatic) &&
    vnode.key === oldVnode.key &&
    (isTrue(vnode.isCloned) || isTrue(vnode.isOnce))
  ) {
    vnode.componentInstance = oldVnode.componentInstance;
    return;
  }

  let i;
  const data = vnode.data;
  if (isDef(data) && isDef((i = data.hook)) && isDef((i = i.prepatch))) {
    i(oldVnode, vnode);
  }

  const oldCh = oldVnode.children;
  const ch = vnode.children;
  if (isDef(data) && isPatchable(vnode)) {
    for (i = 0; i < cbs.update.length; ++i) cbs.update[i](oldVnode, vnode);
    if (isDef((i = data.hook)) && isDef((i = i.update))) i(oldVnode, vnode);
  }
  if (isUndef(vnode.text)) {
    // 定义了子节点，且不相同，用diff算法对比
    if (isDef(oldCh) && isDef(ch)) {
      if (oldCh !== ch) updateChildren(elm, oldCh, ch, insertedVnodeQueue, removeOnly);
      // 新节点有子元素。旧节点没有
    } else if (isDef(ch)) {
      if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
        // 检查key
        checkDuplicateKeys(ch);
      }
      // 清空旧节点的text属性
      if (isDef(oldVnode.text)) nodeOps.setTextContent(elm, '');
      // 添加新的Vnode
      addVnodes(elm, null, ch, 0, ch.length - 1, insertedVnodeQueue);
      // 如果旧节点的子节点有内容，新的没有。那么直接删除旧节点子元素的内容
    } else if (isDef(oldCh)) {
      removeVnodes(oldCh, 0, oldCh.length - 1);
      // 如上。只是判断是否为文本节点
    } else if (isDef(oldVnode.text)) {
      nodeOps.setTextContent(elm, '');
    }
    // 如果文本节点不同，替换节点内容
  } else if (oldVnode.text !== vnode.text) {
    nodeOps.setTextContent(elm, vnode.text);
  }
  if (isDef(data)) {
    if (isDef((i = data.hook)) && isDef((i = i.postpatch))) i(oldVnode, vnode);
  }
}

@前端进阶之旅: 代码已经复制到剪贴板

# 3.2 React diff 算法

在 reconcileChildren 函数的入参中

workInProgress.child = reconcileChildFibers(
  workInProgress,
  current.child,
  nextChildren,
  renderLanes,
);

@前端进阶之旅: 代码已经复制到剪贴板

workInProgress：作为父节点传入，新生成的第一个 fiber 的 return 会被指向它。
current.child：旧 fiber 节点，diff 生成新 fiber 节点时会用新生成的 ReactElement 和它作比较。
nextChildren：新生成的 ReactElement，会以它为标准生成新的 fiber 节点。
renderLanes：本次的渲染优先级，最终会被挂载到新 fiber 的 lanes 属性上。

diff 的两个主体是：oldFiber（current.child）和 newChildren（nextChildren，新的 ReactElement），它们是两个不一样的数据结构。

部分源码

# 四、为什么使用虚拟 dom？

很多时候手工优化 dom 确实会比 virtual dom 效率高，对于比较简单的 dom 结构用手工优化没有问题，但当页面结构很庞大，结构很复杂时，手工优化会花去大量时间，而且可维护性也不高，不能保证每个人都有手工优化的能力。至此，virtual dom 的解决方案应运而生。

virtual dom 是“解决过多的操作 dom 影响性能”的一种解决方案。

virtual dom 很多时候都不是最优的操作，但它具有普适性，在效率、可维护性之间达到平衡。

virutal dom 的意义：

1、提供一种简单对象去代替复杂的 dom 对象，从而优化 dom 操作
2、提供一个中间层，js 去写 ui，ios 安卓之类的负责渲染，就像 reactNative 一样。

# 五、diff 算法的复杂度和特点？

vue2.x 的 diff 位于 patch.js 文件中，该算法来源于 snabbdom，复杂度为 O(n)。了解 diff 过程可以让我们更高效的使用框架。react 的 diff 其实和 vue 的 diff 大同小异。

最大特点：比较只会在同层级进行, 不会跨层级比较。

<!-- 之前 -->
<div>              <!-- 层级1 -->
  <p>              <!-- 层级2 -->
    <b> aoy </b>   <!-- 层级3 -->
    <span>diff</Span>
  </p>
</div>

<!-- 之后 -->
<div>             <!-- 层级1 -->
  <p>              <!-- 层级2 -->
    <b> aoy </b>   <!-- 层级3 -->
  </p>
  <span>diff</Span>
</div>

@前端进阶之旅: 代码已经复制到剪贴板

对比之前和之后：可能期望将直接移动到的后边，这是最优的操作。

但是实际的 diff 操作是：

1、移除里的；
2、在创建一个新的插到的后边。因为新加的在层级 2，旧的在层级 3，属于不同层级的比较。

# 六、vue 的模板文件是如何被编译渲染的？

vue 中也使用 diff 算法，有必要了解一下 Vue 是如何工作的。通过这个问题，我们可以很好的掌握，diff 算法在整个编译过程中，哪个环节，做了哪些操作，然后使用 diff 算法后输出什么？

解释：

# 1、mount 函数

mount 函数主要是获取 template，然后进入 compileToFunctions 函数。

# 2、compileToFunction 函数

compileToFunction 函数主要是将 template 编译成 render 函数。首先读取缓存，没有缓存就调用 compile 方法拿到 render 函数的字符串形式，在通过 new Function 的方式生成 render 函数。

分别输出一个包含

Vue Diff算法深入|原理篇

Vue Diff算法深入|原理篇