全面理解虚拟DOM（1）

最近一两年前端最火的技术莫过于 reactjs，angularJS，vuejs,即便你没用过也可能听过，像ReactJS由业界顶尖的互联网公司facebook提出，其本身有很多先进的设计思路，比如页面UI组件化、虚拟DOM等。本文将带你解开虚拟DOM的神秘面纱，不仅要理解其原理，而且要实现一个基本可用的虚拟DOM。

1.为什么需要虚拟DOM

       DOM是很慢的，其元素非常庞大，页面的性能问题鲜有由JS引起的，大部分都是由DOM操作引起的。如果对前端工作进行抽象的话，主要就是维护状态和更新视图；而更新视图和维护状态都需要DOM操作。其实近年来，前端的框架主要发展方向就是解放DOM操作的复杂性。

       在jQuery出现以前，我们直接操作DOM结构，这种方法复杂度高，兼容性也较差；有了jQuery强大的选择器以及高度封装的API，我们可以更方便的操作DOM，jQuery帮我们处理兼容性问题，同时也使DOM操作变得简单；但是聪明的程序员不可能满足于此，各种MVVM框架应运而生，有angularJS、avalon、vue.js等，MVVM使用数据双向绑定，使得我们完全不需要操作DOM了，更新了状态视图会自动更新，更新了视图数据状态也会自动更新，可以说MMVM使得前端的开发效率大幅提升，但是其大量的事件绑定使得其在复杂场景下的执行性能堪忧；有没有一种兼顾开发效率和执行效率的方案呢？ReactJS就是一种不错的方案，虽然其将JS代码和HTML代码混合在一起的设计有不少争议，但是其引入的Virtual DOM(虚拟DOM)却是得到大家的一致认同的。

2.理解虚拟DOM

虚拟的DOM的核心思想是：对复杂的文档DOM结构，提供一种方便的工具，进行最小化地DOM操作。这句话，也许过于抽象，却基本概况了虚拟DOM的设计思想

(1) 提供一种方便的工具，使得开发效率得到保证
(2) 保证最小化的DOM操作，使得执行效率得到保证

(1).用JS表示DOM结构

DOM很慢，而javascript很快，用javascript对象可以很容易地表示DOM节点。DOM节点包括标签、属性和子节点，通过VElement表示如下。

//虚拟dom，参数分别为标签名、属性对象、子DOM列表
var VElement = function(tagName, props, children) {
    //保证只能通过如下方式调用：new VElement
    if (!(this instanceof VElement)) {
        return new VElement(tagName, props, children);
    }

    //可以通过只传递tagName和children参数
    if (util.isArray(props)) {
        children = props;
        props = {};
    }

    //设置虚拟dom的相关属性
    this.tagName = tagName;
    this.props = props || {};
    this.children = children || [];
    this.key = props ? props.key : void 666;
    var count = 0;
    util.each(this.children, function(child, i) {
        if (child instanceof VElement) {
            count += child.count;
        } else {
            children[i] = '' + child;
        }
        count++;
    });
    this.count = count;
}

通过VElement，我们可以很简单地用javascript表示DOM结构。比如

var vdom = velement('div', { 'id': 'container' }, [
    velement('h1', { style: 'color:red' }, ['simple virtual dom']),
    velement('p', ['hello world']),
    velement('ul', [velement('li', ['item #1']), velement('li', ['item #2'])]),
]);

上面的javascript代码可以表示如下DOM结构：

<div id="container">
    <h1 style="color:red">simple virtual dom</h1>
    <p>hello world</p>
    <ul>
        <li>item #1</li>
        <li>item #2</li>
    </ul>   
</div>

同样我们可以很方便地根据虚拟DOM树构建出真实的DOM树。具体思路：根据虚拟DOM节点的属性和子节点递归地构建出真实的DOM树。见如下代码：

VElement.prototype.render = function() {
    //创建标签
    var el = document.createElement(this.tagName);
    //设置标签的属性
    var props = this.props;
    for (var propName in props) {
        var propValue = props[propName]
        util.setAttr(el, propName, propValue);
    }

    //依次创建子节点的标签
    util.each(this.children, function(child) {
        //如果子节点仍然为velement，则递归的创建子节点，否则直接创建文本类型节点
        var childEl = (child instanceof VElement) ? child.render() : document.createTextNode(child);
        el.appendChild(childEl);
    });

    return el;
}

对一个虚拟的DOM对象VElement，调用其原型的render方法，就可以产生一颗真实的DOM树。

vdom.render();

既然我们可以用JS对象表示DOM结构，那么当数据状态发生变化而需要改变DOM结构时，我们先通过JS对象表示的虚拟DOM计算出实际DOM需要做的最小变动，然后再操作实际DOM，从而避免了粗放式的DOM操作带来的性能问题。