DIff算法看不懂就一起来砍我(带)
面试官:“你对虚拟DOM(Virtual DOM)和Diff算法了解吗?请描述一下。”
我:“额,打印打印那个,源码源码嗯...”突然智商不在线,虚拟虚拟没组织好语言,打印打印没答好或者压根就答不出来。源码源码售后客服查询源码
所以这次我总结一下相关的虚拟虚拟知识点,让你可以有一个清晰的打印打印认知,也会让你在今后遇到这种情况可以坦然自若,源码源码应付自如,虚拟虚拟游刃有余:
相关知识点:
虚拟DOM(Virtual DOM):
Diff算法:
虚拟DOM(Virtual DOM):
什么是打印打印虚拟DOM:
一句话总结虚拟DOM就是一个用来描述真实DOM的JavaScript对象,这样说可能不够形象,源码源码那我们来举个:分别用代码来描述真实DOM以及虚拟DOM。虚拟虚拟
真实DOM:
对应的打印打印虚拟DOM:
控制台打印出来的Vnode:
h函数生成的虚拟DOM这个JS对象(Vnode)的源码:
补充:
上面的h函数大家可能有点熟悉的感觉但是一时间也没想起来,没关系我来帮大伙回忆;开发中常见的源码源码现实场景,render函数渲染:
为什么要使用虚拟DOM:
灵魂发问:使用了虚拟DOM就一定会比直接渲染真实DOM快吗?答案当然是否定的,且听我说:
举例:当一个节点变更时DOMA->DOMB
上述情况:
示例1是创建一个DOMB然后替换掉DOMA;
示例2去创建虚拟DOM+Diff算法比对发现DOMB跟DOMA不是相同的节点,最后还是创建一个DOMB然后替换掉DOMA;
可以明显看出1是更快的,同样的结果,2还要去创建虚拟DOM+Diff算法对比
所以说使用虚拟DOM比直接操作真实DOM就一定要快这个说法是错误的,不严谨的
举例:当DOM树里面的某个子节点的内容变更时:
当一些复杂的节点,比如说一个父节点里面有多个子节点,当只是一个子节点的内容发生了改变,那么我们没有必要像示例1重新去渲染这个DOM树,招标投标软件源码这个时候虚拟DOM+Diff算法就能够得到很好的体现,我们通过示例2使用虚拟DOM+Diff算法找出改变了的子节点更新它的内容就可以了
总结:复杂视图情况下提升渲染性能,因为虚拟DOM+Diff算法可以精准找到DOM树变更的地方,减少DOM的操作(重排重绘)
虚拟dom库Diff算法:
在看完上述的文章之后相信大家已经对Diff算法有一个初步的概念,没错,Diff算法其实就是找出两者之间的差异;
diff算法首先要明确一个概念就是Diff的对象是虚拟DOM(virtual dom),更新真实DOM是Diff算法的结果。
下面我将会手撕snabbdom源码核心部分为大家打开Diff的心,给点耐心,别关网页,我知道你们都是这样:
snabbdom的核心
init函数
init函数时设置模块,然后创建patch()函数,我们先通过场景案例来有一个直观的体现:
当init使用了导入的模块就能够在h函数中用这些模块提供的api去创建虚拟DOM(Vnode)对象;在上文中就使用了样式模块以及事件模块让创建的这个虚拟DOM具备样式属性以及事件属性,最终通过patch函数对比两个虚拟dom(会先把app转换成虚拟dom),更新视图;
我们再简单看看init的源码部分:
这些地方也会用createElement来命名,它们是一样的东西,都是创建虚拟DOM的,在上述文章中相信大伙已经对h函数有一个初步的了解并且已经联想了使用场景,就不作场景案例介绍了,直接上源码部分:
总结:h函数先生成一个vnode函数,然后vnode函数再生成一个Vnode对象(虚拟DOM对象)
补充:
在h函数源码部分涉及一个函数重载的概念,简单说明一下:
重载这个概念和参数相关,和返回值无关
patch函数(核心):
要是千城影视源码看完前面的铺垫,看到这里你可能走神了,醒醒啊,这是核心啊,上高地了兄弟;
源码:
看得可能有点蒙蔽,下面再上一副思维导图:
题外话:Diff算法简介:
传统Diff算法
snabbdom的Diff算法优化
下面我们就会介绍updateChildren函数怎么去对比子节点的异同,也是Diff算法里面的一个核心以及难点;
updateChildren(核中核:判断子节点的差异):
为了更加直观的了解,我们再来看看同级别节点比较的五种情况的实现细节:
新开始节点和旧开始节点(情况1)新结束节点和旧结束节点(情况2)旧开始节点/新结束节点(情况3)旧结束节点/新开始节点(情况4)新开始节点/旧节点数组中寻找节点(情况5)
下面我们再介绍一下结束循环的收尾工作(oldStartIdx>oldEndIdx || newStartIdx>newEndIdx):
最后附上源码:
key的作用:
以下我们看看这些作用的实例:
Diff操作可以更加准确;(避免渲染错误)
实例:a、b、c三个DOM元素中的b、c间插入一个z元素
没有设置key
没有设置key
当设置了key:
Diff操作可以更加准确;(避免渲染错误)
实例:a、b、c三个DOM元素,修改了a元素的某个属性再去在a元素前新增一个z元素
没有设置key:
因为没有设置key,默认都是undefined,所以节点都是相同的,更新了text的内容但还是沿用了之前的DOM,所以实际上a->z(a原本打勾的状态保留了,只改变了text),b->a,c->b,d->c,遍历完毕发现还要增加一个DOM,在最后新增一个text为d的资金热度指标源码DOM元素
设置了key:
当设置了key,a、b、c、d都有对应的key,a->a,b->b,c->c,d->d,内容相同无需更新,遍历结束,新增一个text为z的DOM元素
不推荐使用索引作为key:
设置索引为key:
这明显效率不高,我们只希望找出不同的节点更新,而使用索引作为key会增加运算时间,我们可以把key设置为与节点text为一致就可以解决这个问题:
最后:
如有描述错误或者不明的地方请在下方评论联系我,我会立刻更新,如有收获,请为我点个赞,这是对我的莫大的支持,谢谢各位。
Lua5.4 源码剖析——虚拟机2 之 闭包与UpValue
故事将由我们拥有了一段 Lua 代码开始,我们先用 Lua 语言写一段简单的打印一加一计算结果的 Lua 代码,并把代码保存在 luatest.lua 文件中:
可执行的一个 Lua 文件或者一份单独的文本形式 Lua 代码,在 Lua 源码中叫做 "Chunk"。秘乐源码免费无论我们通过什么形式去执行,或者用什么编辑器去执行,最终为了先载入这段 Lua 的 Chunk 到内存中,无外乎会归结到以下两种方式:1)Lua 文件的载入:require 函数 或 loadfile 函数;2)Lua 文本代码块的载入:load 函数;这两种方式最终都会来到下面源码《lparse.c》luaY_parser 函数。该函数是解析器的入口函数,负责完成代码解析工作,最终会创建并返回一个 Lua 闭包(LClosure),见下图的红框部分:
另外,上图中间有一行代码最终会调用到 statement 函数,statement 函数是 Chunk 解析的核心函数,它会一个一个字符地处理我们编写的 Lua 代码,完成词法分析和语法分析工作,想要了解字符处理整个状态流程的可以自行研读该部分源码,见源码《lparse.c》statement 函数部分代码:
完成了解析工作之后,luaY_parser 函数会把解析的所有成果放到 Lua 闭包(LClosure)对象之中,这些存储的内容能保证后续执行器能正常执行 Lua 闭包对应的代码。
Lua 闭包由 Proto(也叫函数原型)与 UpValue(也叫上值)构成,见源码《lobject.h》LClosure 定义,我们下面将进行详细的讲解:
UpValue 是 Lua 闭包数据相关的,在 Lua 的函数调用中,根据数据的作用范围可以把数据分为两种类型:1)内部数据:函数内部自己定义的数据,或者通过函数参数的形式传入的数据(在 Lua 中通过参数传入的数据本质上也是先赋值给一个局部变量);2)外部数据:在函数的更外层进行定义,脱离了该函数后仍然有效的数据;外部数据在我们的 Lua 闭包中就是 UpValue,也叫上值。
既然 Lua 支持函数嵌套,也知道了 UpValue 本质就是上层函数的内部数据。那么 UpValue 有必要存储于 Lua 闭包(LClosure)结构体当中吗?是为了性能考虑而做的一层指针引用缓存吗?回答:并不是基于性能的考虑,因为在实际的 Lua 运用场景中,函数嵌套的层数通常来说不会太多,个别函数多一层的查询访问判断不会带来过多的性能开销。需要在闭包当中存储 UpValue 主要原因是因为内存。Lua 作为一门精致小巧的脚本语言,设计初衷不希望占用过多的系统内存,它会尽量及时地清理内存中用不到的对象。在嵌套函数中,内层函数如果仍然有被引用处于有效状态,而外层函数已经没有被引用了已经无效了,此时 Lua 支持在保留内层函数的情况下,对外层函数进行清除,从而可以清理掉外层函数引用的非当前函数 UpValue 用途以外的大量数据内存。
尽管外层函数被清除了,Lua 仍然可以保持内层函数用到的 UpValue 值的有效性。UpValue 如何能继续保持有效,我们在之前的基础教程《基本数据类型 之 Function》里面学习过,主要是因为 UpValue 有 open 与 close 两种状态,当外层函数被清除的时候,UpValue 会有一个由 open 状态切换到 close 状态的过程,会对数据进行一定的处理,感兴趣的同学可以回到前面复习一下。
UpValue 有效性例子
接下来我们举一个代码例子与一个图例,表现一下 UpValue 在退出外层函数后仍然生效的情况,看一下可以做什么样的功能需求,加深一下印象,请看代码与注释:
上述代码在执行 OutFunc 函数后,外层的 globalFunc 函数变量完成了赋值,每次对它进行调用,都将可以对它引用的 UpValue 值即 outUpValue 变量进行正常加 1。
函数的内部数据属于函数自身的内容,外部其它函数无法通过直接的方式访问其它函数的内部数据。函数自身的东西会存在于 LClosure 结构体的 Proto*p 字段中。Proto 全称 "Function Prototypes",通常也可以叫做 "函数原型",我们来看一下它的定义,见源码《lobject.h》Proto 结构体:
结构体字段比较多,我们先不细看,后面用到哪个字段会再进行补充说明。函数的内部数据分为常量与变量(即函数局部变量),分别对应上图的如下字段:
1)常量:TValue* k 为指针指向常量数组;int sizek 为函数内部定义的常量个数,也即常量数组 k 的元素个数。
2)局部变量:LocVar* locvars 为指针指向局部变量数组;int sizelocvars 为函数定义的局部变量个数,也即局部变量数组 locvars 的元素个数。
UpValue 的描述信息会存储在 Proto 结构体中的 Upvaldesc* upvalues 字段,解析器解析 Lua 代码的时候会生成这个 UpValue 描述信息,并用于生成指令,而执行器运行的时候可以通过该描述信息方便快速地构建出真正的 UpValue 数组。
至此,我们知道了函数拥有 UpValue,有常量,有局部变量。外部数据 UpValue 也讲完,内部数据也讲完。接下来,我们开始学习函数运行的逻辑指令相关内容。
函数逻辑指令存储于函数原型 Proto 结构体中,这些函数逻辑是由一行行的 Lua 代码构成的,代码会被解析器翻译成 Lua 虚拟机能识别的指令,我们把这些指令称为 "OpCode",也叫 "操作码"。Proto 结构体存储 OpCode 使用的是下图中红框部分字段,见源码《lobject.h》Proto 结构体:
至此,我们可以简单提前说一下 Lua 虚拟机的功能了,本质上来看,Lua 虚拟机的工作,就是为当前函数(或者当前一段 OpCode 数组)准备好数据,然后有序执行 OpCode 指令。
对 OpCode 有了一定的认识了,接下来我们要补充一个 OpCode 相关的 Lua 闭包相关的内容,就是 Lua 闭包的运行环境。
一个 Lua 文件在载入的时候会先创建出一个最顶层(Top level)的 Lua 闭包,该闭包默认带有一个 UpValue,这个 UpValue 的变量名为 "_ENV",它指向 Lua 虚拟机的全局变量表,即_G 表,可以理解为_G 表即为当前 Lua 文件中代码的运行环境 (env)。事实上,每一个 Lua 闭包它们第一个 UpValue 值都是_ENV。
ENV 的定义在我们之前提到的解析器相关函数 mainfunc 中,见源码《lparser.c》:
如果想要设置这个载入后的初始运行环境不使用默认的 _G 表,除了直接在该文件代码中重新赋值_ENV 变量这种粗暴且不推荐的方式以外,通常是通过我们前面提到的加载 Lua 文件函数或加载 Lua 字符串代码函数传入 env 参数(Table 类型),就可以用自定义的 Table 作为当前 Lua 闭包的全局变量环境了,env 参数为上面两个函数的最末尾一个参数,'[' 与 ']' 字符中的内容表示参数可选,函数的定义摘自 Lua5.4 官网文档:
所以我们可以在 Lua 代码通过 _ENV 访问当前环境:
在 Lua 的旧版本中,变量的查询最多会分为 3 步:1)先从函数局部变量中进行查找;2)找不到的话就从 UpValue 中查找;3)还找不到就从全局环境默认 _G 表查找。而在 Lua5.4 中,把 UpValue 与全局 _G 表的查询统一为 UpValue 查询,并把一些操作判断提前到了解析器解析阶段进行,例如函数内部使用的某个 UpVaue 变量在代码解析的时候就可以通过 UpValue 描述信息知道存储于 Lua 闭包 upvals 数组的哪个下标位置,在执行器运行的时候只需要直接在数组拿取对应下标的这个 UpValue 数据即可。
从 OpCode 的层面来看,Lua 除了支持通过一个 UpValue 数组下标访问一个 UpValue 变量,在把 _G 表合并到 UpValue 之后,Lua 为此实现了通过一个字符串 key 值从某个 Table 类型的 UpValue 中查询变量的操作。
至此,我们了解了 Lua 闭包的结构与运行环境,以及 OpCode 的基本概念。接下来,我们将深入学习 OpCode,掌握 OpCode 就掌握了整个 Lua 虚拟机数据与逻辑的流向。
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