Virtual DOM的历史和未来

const divVNode = {  type: "div",  props: {    style: "color: red"  }  children: ["Hello World!"]};

中的文本从 “Hello World!” 更改成 “Hello Universe!”。可以使用DOM进行强制修改：

// 
Hello World!
const div = document.createElement("div");div.style = "color: red";div.textContent = "Hello World!";// Change from "Hello World!" to "Hello Universe!"div.textContent = "Hello Universe!";

但是使用VirtualDOM，我可以指定当前UI的外观（旧虚拟节点）和我希望它的外观（新虚拟节点）。

const oldVNode = {  type: "div",  props: {    style: "color: red"  }  children: ["Hello World!"]};const newVNode = {  type: "div",  props: {    style: "color: red"  }  children: ["Hello Universe!"]};

然而要让Virtual DOM真正将更改应用到UI，还需要计算旧虚拟节点和新虚拟节点之间的差异。

{  type: "div",  props: {    style: "color: red"  }-  children: ["Hello World!"]+  children: ["Hello Universe!"]};

当我们知道了二者之间的差别，就可以通过Virtual DOM改变UI。

div.replaceChild(newChild, oldChild);

Virtual DOM只是进行了必要的修改，并不是替换了整个UI。

构建自己的Virtual DOM

在本文中，我们将模仿Million.js的 Virtual DOM API。我们的API将包含三个主要功能：m, createElement, and patch。

m (tag, props, children)

m 函数是创建虚拟节点的辅助函数。虚拟节点包含三个属性：

tag：将虚拟节点的名称标记为字符串；props：作为对象的节点的属性/属性；children：虚拟节点的子节点作为数组。

m帮助程序函数的示例实现如下：

const m = (tag, props = {}, children = []) => ({  tag,  props,  children,});

这样创建虚拟节点就简单多了。

m("div", { style: "color: red" }, ["Hello World!"]);

#createElement(vnode)

该createElement函数将虚拟节点转换为真实的DOM元素。这很重要，因为我们将在patch函数中使用它。

实现如下:

如果虚拟节点是文本，则返回文本节点；tag使用虚拟节点的属性创建一个新的DOM节点；遍历虚拟节点props 并将它们添加到DOM节点。遍历children，在每个子级上递归调用createElement并将其添加到DOM节点。

const createElement = (vnode) => {  if (typeof vnode === "string") {    return document.createTextNode(vnode);  }  const el = document.createElement(vnode.tag);  for (const prop in vnode.props) {    el[prop] = vnode.props[prop];  }  for (const child of vnode.children) {    el.appendChild(createElement(child));  }  return el;};

这样就可以轻松地将虚拟节点转变成DOM节点。

// 
Hello World!
createElement(  m("div", { style: "color: red" }, ["Hello World!"]));

#patch(el, newVNode, oldVNode)

该patch函数采用现有的DOM节点、旧的虚拟节点和新的虚拟节点。

实现如下:

计算两个虚拟节点之间的差异；如果虚拟节点是字符串，则将DOM节点的文本内容替换为新节点；如果虚拟节点是对象，且tag、props、 children不同，则更新节点。

const patch = (el, newVNode, oldVNode) => {  if (!newVNode && newVNode !== "") return el.remove();  if (    typeof oldVNode === "string" ||    typeof newVNode === "string"  ) {    if (oldVNode !== newVNode) {      return el.replaceWith(createElement(newVNode));    }  } else {    if (oldVNode.tag !== newVNode.tag) {      return el.replaceWith(createElement(newVNode));    }    // patch props    for (const prop in {      ...oldVNode.props,      ...newVNode.props,    }) {      if (newVNode.props[prop] === undefined) {        delete el[prop];      } else if (        oldVNode.props[prop] === undefined ||        oldVNode.props[prop] !== newVNode.props[prop]      ) {        el[prop] = newVNode.props[prop];      }    }    // patch children    for (let i = oldVNode.children.length - 1; i >= 0; --i) {      patch(        el.childNodes[i],        newVNode.children[i],        oldVNode.children[i]      );    }    for (      let i = oldVNode.children.length;      i < newVNode.children.length;      i++    ) {      el.appendChild(createElement(newVNode.children[i]));    }  }};

这样就可以使用patch功能更新UI了。

const oldVNode = m("div", { style: "color: red" }, [  "Hello World!",]);const newVNode = m("div", { style: "color: red" }, [  "Hello Universe!",]);const el = createElement(oldVNode);// 
Hello World!
patch(el, oldVNode, newVNode);// 
Hello Universe!

Virtual DOM是纯开销

当前，Virtual DOM实现在计算新旧虚拟节点之间的差异时会产生计算成本。

即使使用非常有效的差分算法 (如list-diff2)，当虚拟节点树大于虚拟节点的两位数时，差异成本也会变得显著。

树区分算法是出了名的慢。时间复杂度可以从O(n)转O(n ^ 3)取决于虚拟节点树的复杂性。这与DOM操纵相去甚远，后者是O(1)。

Virtual DOM的未来

编译器是新框架”— 汤姆·戴尔

Ember的创建者汤姆是最早倡导为JavaScript UI库使用编译器开源狂热者之一。

现在，我们知道汤姆的赌注是正确的。JavaScript生态系统见证了Solid、Svelte等“已编译”库的兴起，它们放弃了Virtual DOM。这些库使用编译器预渲染，并在使用时生成代码来跳过不必要的渲染。

另一方面，Virtual DOM落后于这一趋势。当前的虚拟DOM库本质上与“按需” 编译器不兼容。因此，Virtual DOM的渲染速度通常是比现代“No Virtual DOM” UI库慢几个数量级。

如果我们希望Virtual DOM在未来的渲染速度上具有竞争力，那就需要重新设计Virtual DOM以允许编译器增强。