对 Vue 中虚拟 DOM 的理解及其原理

1. 什么是虚拟 DOM

虚拟DOM(virtual DOM)，简称 vdom，是一个普通的js对象，用来描述真实DOM结构。实际上它只是对真实 DOM 的一层抽象。最终可以通过一系列操作使这棵树映射到真实环境上。相当于在js与DOM之间做了一个缓存，通过比较新旧虚拟DOM树的差异，最终只需要对修改的部分进行实际的DOM操作。

Vue官网解释：虚拟 DOM (Virtual DOM，简称 VDOM) 是一种编程概念，意为将目标所需的 UI 通过数据结构“虚拟”地表示出来，保存在内存中，然后将真实的 DOM 与之保持同步。这个概念是由 React 率先开拓，随后被许多不同的框架采用，当然也包括 Vue。

2. Vue 中虚拟 DOM 的原理

1. Vue 组件挂载时会发生如下几件事：

   挂载的过程可以简单总结为：模板 --> 渲染函数 --> 虚拟DOM树 --> 真实DOM

   1. 编译：Vue 模板被编译为渲染函数：即用来返回虚拟 DOM 树的函数。这一步骤可以通过构建步骤提前完成，也可以通过使用运行时编译器即时完成。
   2. 挂载：运行时渲染器调用渲染函数，遍历返回的虚拟 DOM 树，并基于它创建实际的 DOM 节点。这一步会作为响应式副作用执行，因此它会追踪其中所用到的所有响应式依赖。
   3. 更新：当一个依赖发生变化后，副作用会重新运行，这时候会创建一个更新后的虚拟 DOM 树。运行时渲染器遍历这棵新树，将它与旧树进行比较，然后将必要的更新应用到真实 DOM 上去。过程中会通过 diff 算法比较两个虚拟DOM树的差异，通过patch算法将两个虚拟DOM对象的差异应用到真正的DOM树上。

2. 过程解释：

   挂载：一个运行时渲染器将会遍历整个虚拟 DOM 树，并据此构建真实的 DOM 树。这个过程被称为挂载 (mount)。

   更新：如果我们有两份虚拟 DOM 树，渲染器将会有比较地遍历它们，找出它们之间的区别，并应用这其中的变化到真实的 DOM 上。这个过程被称为更新 (patch)，又被称为“比对”(diffing) 或“协调”(reconciliation)。

   渲染函数： 渲染函数是用来生成Virtual DOM的。

3. 使用虚拟 DOM 的优缺点

1. 优点：

   Vue官网指出：虚拟 DOM 带来的主要收益是它让开发者能够灵活、声明式地创建、检查和组合所需 UI 的结构，同时只需把具体的 DOM 操作留给渲染器去处理。

   • 跨平台：由于 Virtual DOM 是以 JavaScript 对象为基础而不依赖真实平台环境，所以使它具有了跨平台的能力，比如说浏览器平台、Weex、Node 等。
   • 快速的渲染: Vue和其他的前端框架一样，使用了Diff算法来更新DOM。虚拟DOM允许Vue在内存中追踪DOM的状态。在需要更新视图时，Vue会先进行虚拟DOM的比对，然后只应用必要的更改，这比每次都重新渲染整个视图要高效得多。
   • 提升渲染性能 Virtual DOM的优势不在于单次的操作，而是在大量、频繁的数据更新下，能够对视图进行合理、高效的更新
     虚拟DOM就是为了解决浏览器性能问题而被设计出来的
   • 易于集成: 虚拟DOM允许Vue与其他库和现有的项目更容易地集成，因为它不依赖于特定的DOM实现。
   • 便捷的测试: 由于虚拟DOM，Vue使得单元测试变得更加容易，因为你可以在没有实际DOM的情况下进行测试。
   • 社区和支持: Vue拥有一个庞大的社区和丰富的生态系统，其中包括了大量的插件和库，可以帮助开发者更快地构建应用。
2. 缺点

   Vue使用虚拟DOM有一些潜在的缺点，主要是与传统的DOM操作相比，可能会对性能有轻微的影响。这是因为虚拟DOM需要额外的计算来比对虚拟节点树的差异，并最终转换为DOM更新。

   • 初次渲染更慢：由于需要将虚拟DOM转换为实际DOM，因此在第一次渲染页面时，可能会略微慢一些。
   • 不支持一些高级特性：由于虚拟DOM是一个抽象层，它可能不支持某些DOM特性，例如双向数据绑定的输入框（需要特定的处理）。
   • 更多内存使用：虚拟DOM需要额外的内存来存储虚拟节点树，这可能会稍微增加页面加载时的内存使用。
   • 不适用于某些应用：如果你的应用需要进行大量DOM操作，或者需要直接访问DOM节点（例如，使用第三方DOM库），那么Vue的虚拟DOM可能不适合你的应用。
   • 可能的性能问题：在某些极端情况下，虚拟DOM可能会导致性能问题，例如在大型或复杂的列表中，虚拟DOM的diff算法可能会变得低效。

综上所述，虚拟DOM带来的性能损失在初始化时可能较为明显，但随着应用状态的变化，性能差距会逐渐减小。在选择是否使用Vue时，需要综合考虑各种因素，包括应用需求、项目规模和开发团队的技术背景等。