真实DOM的渲染
在讲虚拟DOM之前，先说一下真实DOM的渲染。
浏览器真实DOM渲染的过程大概分为以下几个部分
构建DOM树。通过HTML parser解析处理HTML标记，将它们构建为DOM树(DOM tree)，当解析器遇到非阻塞资源(图片，css),会继续解析，但是如果遇到script标签(特别是没有async 和 defer属性)，会阻塞渲染并停止html的解析，这就是为啥最好把script标签放在body下面的原因。
构建CSSOM树。与构建DOM类似,浏览器也会将样式规则，构建成CSSOM。浏览器会遍历CSS中的规则集，根据css选择器创建具有父子，兄弟等关系的节点树。
构建Render树。这一步将DOM和CSSOM关联，确定每个 DOM 元素应该应用什么 CSS 规则。将所有相关样式匹配到DOM树中的每个可见节点，并根据CSS级联确定每个节点的计算样式，不可见节点(head,属性包括 display:none的节点)不会生成到Render树中。
布局/回流(Layout/Reflow)。浏览器第一次确定节点的位置以及大小叫布局，如果后续节点位置以及大小发生变化，这一步触发布局调整，也就是 回流。
绘制/重绘(Paint/Repaint)。将元素的每个可视部分绘制到屏幕上，包括文本、颜色、边框、阴影和替换的元素（如按钮和图像）。如果文本、颜色、边框、阴影等这些元素发生变化时，会触发重绘(Repaint)。为了确保重绘的速度比初始绘制的速度更快，屏幕上的绘图通常被分解成数层。将内容提升到GPU层(可以通过tranform,filter,will-change,opacity触发)可以提高绘制以及重绘的性能。
合成(Compositing)。这一步将绘制过程中的分层合并，确保它们以正确的顺序绘制到屏幕上显示正确的内容。
为啥需要虚拟DOM
上面这是一次DOM渲染的过程，如果dom更新，那么dom需要重新渲染一次，如果存在下面这种情况
let content = document.getElementsByClassName('content'); for (let i = 0; i < 1000000; i++) { content[i].innerHTML = `This is a content${i}`; // 触发回流 content[i].style.fontSize = `20px`; }This is a container....This is a container
那么需要真实的操作DOM100w次,触发了回流100w次。每次DOM的更新都会按照流程进行无差别的真实dom的更新。所以造成了很大的性能浪费。如果循环里面是复杂的操作，频繁触发回流与重绘，那么就很容易就影响性能，造成卡顿。另外这里要说明一下的是，虚拟DOM并不是意味着比DOM就更快，性能需要分场景，虚拟DOM的性能跟模板大小是正相关。虚拟DOM的比较过程是不会区分数据量大小的，在组件内部只有少量动态节点时，虚拟DOM依然是会对整个vdom进行遍历，相比直接渲染而言是多了一层操作的。
item
item
item
{{ item }}
item
item
比如上面这个例子，虚拟DOM。虽然只有一个动态节点，但是虚拟DOM依然需要遍历diff整个list的class，文本，标签等信息，最后依然需要进行DOM渲染。如果只是dom操作，就只要操作一个具体的DOM然后进行渲染。虚拟DOM最核心的价值在于，它能通过js描述真实DOM，表达力更强，通过声明式的语言操作，为开发者提供了更加方便快捷开发体验，而且在没有手动优化，大部分情景下，保证了性能下限，性价比更高。
虚拟DOM
虚拟DOM本质上是一个js对象，通过对象来表示真实的DOM结构。tag用来描述标签，props用来描述属性，children用来表示嵌套的层级关系。
const vnode = { tag: 'div', props: { id: 'container', }, children: [{ tag: 'div', props: { class: 'content', }, text: 'This is a container' }]}//对应的真实DOM结构 This is a container 虚拟DOM的更新不会立即操作DOM，而是会通过diff算法，找出需要更新的节点，按需更新，并将更新的内容保存为一个js对象，更新完成后再挂载到真实dom上，实现真实的dom更新。通过虚拟DOM，解决了操作真实DOM的三个问题。
无差别频繁更新导致DOM频繁更新，造成性能问题
频繁回流与重绘
开发体验
另外由于虚拟DOM保存的是js对象，天然的具有跨平台的能力,而不仅仅局限于浏览器。
优点
总结起来，虚拟DOM的优势有以下几点
小修改无需频繁更新DOM，框架的diff算法会自动比较，分析出需要更新的节点，按需更新
更新数据不会造成频繁的回流与重绘
表达力更强，数据更新更加方便
保存的是js对象，具备跨平台能力
不足
虚拟DOM同样也有缺点，首次渲染大量DOM时，由于多了一层虚拟DOM的计算，会比innerHTML插入慢。
虚拟DOM实现原理
主要分三部分
通过js建立节点描述对象
diff算法比较分析新旧两个虚拟DOM差异
将差异patch到真实dom上实现更新
Diff算法
为了避免不必要的渲染，按需更新，虚拟DOM会采用Diff算法进行虚拟DOM节点比较,比较节点差异，从而确定需要更新的节点，再进行渲染。vue采用的是深度优先，同层比较的策略。
新节点与旧节点的比较主要是围绕三件事来达到渲染目的
创建新节点
删除废节点
更新已有节点
如何比较新旧节点是否一致呢？
function sameVnode(a, b) { return ( a.key === b.key && a.asyncFactory === b.asyncFactory && ( (a.tag === b.tag &&a.isComment === b.isComment &&isDef(a.data) === isDef(b.data) &&sameInputType(a, b) //对input节点的处理 ) || (isTrue(a.isAsyncPlaceholder) &&isUndef(b.asyncFactory.error) ) ) )}//判断两个节点是否是同一种 input 输入类型function sameInputType(a, b) { if (a.tag !== 'input') return true let i const typeA = isDef(i = a.data) && isDef(i = i.attrs) && i.type const typeB = isDef(i = b.data) && isDef(i = i.attrs) && i.type //input type 相同或者两个type都是text return typeA === typeB || isTextInputType(typeA) && isTextInputType(typeB)}可以看到，两个节点是否相同是需要比较标签(tag)，属性(在vue中是用data表示vnode中的属性props), 注释节点(isComment) 的,另外碰到input的话，是会做特殊处理的。
创建新节点
当新节点有的，旧节点没有，这就意味着这是全新的内容节点。只有元素节点，文本节点，注释节点才能被创建插入到DOM中。
删除旧节点
当旧节点有，而新节点没有，那就意味着，新节点放弃了旧节点的一部分。删除节点会连带的删除旧节点的子节点。
更新节点
新的节点与旧的的节点都有，那么一切以新的为准，更新旧节点。如何判断是否需要更新节点呢?
判断新节点与旧节点是否完全一致,一样的话就不需要更新
// 判断vnode与oldVnode是否完全一样 if (oldVnode === vnode) { return; }判断新节点与旧节点是否是静态节点，key是否一样，是否是克隆节点(如果不是克隆节点，那么意味着渲染函数被重置了，这个时候需要重新渲染)或者是否设置了once属性,满足条件的话替换componentInstance
// 是否是静态节点，key是否一样，是否是克隆节点或者是否设置了once属性 if ( isTrue(vnode.isStatic) && isTrue(oldVnode.isStatic) && vnode.key === oldVnode.key && (isTrue(vnode.isCloned) || isTrue(vnode.isOnce)) ) { vnode.componentInstance = oldVnode.componentInstance; return; }判断新节点是否有文本(通过text属性判断)，如果有文本那么需要比较同层级旧节点，如果旧节点文本不同于新节点文本，那么采用新的文本内容。如果新节点没有文本，那么后面需要对子节点的相关情况进行判断
//判断新节点是否有文本if (isUndef(vnode.text)) { //如果没有文本，处理子节点的相关代码 ....} else if (oldVnode.text !== vnode.text) { //新节点文本替换旧节点文本 nodeOps.setTextContent(elm, vnode.text)}判断新节点与旧节点的子节点相关状况。这里又能分为4种情况
新节点与旧节点都有子节点
只有新节点有子节点
只有旧节点有子节点
新节点与旧节点都没有子节点
都有子节点
对于都有子节点的情况，需要对新旧节点做比较，如果他们不相同，那么需要进行diff操作，在vue中这里就是updateChildren方法，后面会详细再讲，子节点的比较主要是双端比较。
//判断新节点是否有文本if (isUndef(vnode.text)) { //新旧节点都有子节点情况下，如果新旧子节点不相同，那么进行子节点的比较，就是updateChildren方法 if (isDef(oldCh) && isDef(ch)) { if (oldCh !== ch) updateChildren(elm, oldCh, ch, insertedVnodeQueue, removeOnly) }} else if (oldVnode.text !== vnode.text) { //新节点文本替换旧节点文本 nodeOps.setTextContent(elm, vnode.text)}只有新节点有子节点
只有新节点有子节点，那么就代表着这是新增的内容，那么就是新增一个子节点到DOM，新增之前还会做一个重复key的检测，并做出提醒，同时还要考虑，旧节点如果只是一个文本节点，没有子节点的情况，这种情况下就需要清空旧节点的文本内容。
//只有新节点有子节点if (isDef(ch)) { //检查重复key if (process.env.NODE_ENV !== 'production') { checkDuplicateKeys(ch) } //清除旧节点文本 if (isDef(oldVnode.text)) nodeOps.setTextContent(elm, '') //添加新节点 addVnodes(elm, null, ch, 0, ch.length - 1, insertedVnodeQueue)}//检查重复keyfunction checkDuplicateKeys(children) { const seenKeys = {} for (let i = 0; i < children.length; i++) { const vnode = children[i] //子节点每一个Key const key = vnode.key if (isDef(key)) { if (seenKeys[key]) { warn( `Duplicate keys detected: '${key}'. This may cause an update error.`, vnode.context ) } else { seenKeys[key] = true } } }}只有旧节点有子节点
只有旧节点有，那就说明，新节点抛弃了旧节点的子节点，所以需要删除旧节点的子节点
if (isDef(oldCh)) { //删除旧节点 removeVnodes(oldCh, 0, oldCh.length - 1)}都没有子节点
这个时候需要对旧节点文本进行判断，看旧节点是否有文本，如果有就清空
if (isDef(oldVnode.text)) { //清空 nodeOps.setTextContent(elm, '')}整体的逻辑代码如下
function patchVnode( oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, ownerArray, index, removeOnly) { // 判断vnode与oldVnode是否完全一样 if (oldVnode === vnode) { return } if (isDef(vnode.elm) && isDef(ownerArray)) { // 克隆重用节点 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 } // 是否是静态节点，key是否一样，是否是克隆节点或者是否设置了once属性 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)) { //调用update回调以及update钩子 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) } //判断新节点是否有文本 if (isUndef(vnode.text)) { //新旧节点都有子节点情况下，如果新旧子节点不相同，那么进行子节点的比较，就是updateChildren方法 if (isDef(oldCh) && isDef(ch)) { if (oldCh !== ch) updateChildren(elm, oldCh, ch, insertedVnodeQueue, removeOnly) } else if (isDef(ch)) { //只有新节点有子节点 if (process.env.NODE_ENV !== 'production') { //重复Key检测checkDuplicateKeys(ch) } //清除旧节点文本 if (isDef(oldVnode.text)) nodeOps.setTextContent(elm, '') //添加新节点 addVnodes(elm, null, ch, 0, ch.length - 1, insertedVnodeQueue) } else if (isDef(oldCh)) { //只有旧节点有子节点，删除旧节点 removeVnodes(oldCh, 0, oldCh.length - 1) } else if (isDef(oldVnode.text)) { //新旧节点都无子节点 nodeOps.setTextContent(elm, '') } } else if (oldVnode.text !== vnode.text) { //新节点文本替换旧节点文本 nodeOps.setTextContent(elm, vnode.text) } if (isDef(data)) { if (isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.postpatch)) i(oldVnode, vnode) }}配上流程图会更清晰点
子节点的比较更新updateChildren
新旧节点都有子节点的情况下，这个时候是需要调用updateChildren方法来比较更新子节点的。所以在数据上，新旧节点子节点，就保存为了两个数组。
const oldCh = [oldVnode1, oldVnode2,oldVnode3];const newCh = [newVnode1, newVnode2,newVnode3];
子节点更新采用的是双端比较的策略，什么是双端比较呢，就是新旧节点比较是通过互相比较首尾元素(存在4种比较)，然后向中间靠拢比较(newStartIdx,与oldStartIdx递增,newEndIdx与oldEndIdx递减)的策略。
比较过程
向中间靠拢
这里对上面出现的新前，新后，旧前，旧后做一下说明
新前，指的是新节点未处理的子节点数组中的第一个元素，对应到vue源码中的newStartVnode
新后，指的是新节点未处理的子节点数组中的最后一个元素,对应到vue源码中的newEndVnode
旧前，指的是旧节点未处理的子节点数组中的第一个元素,对应到vue源码中的oldStartVnode
旧后，指的是旧节点未处理的子节点数组中的最后一个元素,对应到vue源码中的oldEndVnode
子节点比较过程
接下来对上面的比较过程以及比较后做的操作做下说明
新前与旧前的比较，如果他们相同，那么进行上面说到的patchVnode更新操作，然后新旧节点各向后一步，进行第二项的比较…直到遇到不同才会换种比较方式
if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) { // 更新子节点 patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx) // 新旧各向后一步 oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx] newStartVnode = newCh[++newStartIdx]}新后与旧后的比较，如果他们相同，同样进行pathchVnode更新，然后新旧各向前一步，进行前一项的比较…直到遇到不同，才会换比较方式
if (sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) { //更新子节点 patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newEndIdx) // 新旧向前 oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx] newEndVnode = newCh[--newEndIdx]}新后与旧前的比较，如果它们相同，就进行更新操作，然后将旧前移动到所有未处理旧节点数组最后面，使旧前与新后位置保持一致，然后双方一起向中间靠拢，新向前，旧向后。如果不同会继续切换比较方式
if (sameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) { patchVnode(oldStartVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newEndIdx) //将旧子节点数组第一个子节点移动插入到最后 canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldStartVnode.elm, nodeOps.nextSibling(oldEndVnode.elm)) //旧向后 oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx] //新向前 newEndVnode = newCh[--newEndIdx]新前与旧后的比较，如果他们相同，就进行更新，然后将旧后移动到所有未处理旧节点数组最前面，是旧后与新前位置保持一致，，然后新向后，旧向前，继续向中间靠拢。继续比较剩余的节点。如果不同，就使用传统的循环遍历查找。
if (sameVnode(oldEndVnode, newStartVnode)) { patchVnode(oldEndVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx) //将旧后移动插入到最前 canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldEndVnode.elm, oldStartVnode.elm) //旧向前 oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx] //新向后 newStartVnode = newCh[++newStartIdx]}循环遍历查找，上面四种都没找到的情况下，会通过key去查找匹配。
进行到这一步对于没有设置key的节点，第一次会通过createKeyToOldIdx建立key与index的映射 {key:index}
// 对于没有设置key的节点，第一次会通过createKeyToOldIdx建立key与index的映射 {key:index}if (isUndef(oldKeyToIdx)) oldKeyToIdx = createKeyToOldIdx(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)然后拿新节点的key与旧节点进行比较，找到key值匹配的节点的位置，这里需要注意的是，如果新节点也没key，那么就会执行findIdxInOld方法，从头到尾遍历匹配旧节点
//通过新节点的key,找到新节点在旧节点中所在的位置下标,如果没有设置key，会执行遍历操作寻找idxInOld = isDef(newStartVnode.key) ? oldKeyToIdx[newStartVnode.key] : findIdxInOld(newStartVnode, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)//findIdxInOld方法function findIdxInOld(node, oldCh, start, end) { for (let i = start; i < end; i++) { const c = oldCh[i] //找到相同节点下标 if (isDef(c) && sameVnode(node, c)) return i }}如果通过上面的方法，依旧没找到新节点与旧节点匹配的下标，那就说明这个节点是新节点，那就执行新增的操作。
//如果新节点无法在旧节点中找到自己的位置下标,说明是新元素，执行新增操作if (isUndef(idxInOld)) { createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx)}如果找到了，那么说明在旧节点中找到了key值一样，或者节点和key都一样的旧节点。如果节点一样，那么在patchVnode之后，需要将旧节点移动到所有未处理节点之前，对于key一样，元素不同的节点，将其认为是新节点，执行新增操作。执行完成后，新节点向后一步。
//如果新节点无法在旧节点中找到自己的位置下标,说明是新元素，执行新增操作if (isUndef(idxInOld)) { // 新增元素 createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx)} else { // 在旧节点中找到了key值一样的节点 vnodeToMove = oldCh[idxInOld] if (sameVnode(vnodeToMove, newStartVnode)) { // 相同子节点更新操作 patchVnode(vnodeToMove, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx) // 更新完将旧节点赋值undefined oldCh[idxInOld] = undefined //将旧节点移动到所有未处理节点之前 canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, vnodeToMove.elm, oldStartVnode.elm) } else { // 如果是相同的key，不同的元素，当做新节点，执行创建操作 createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx) }}//新节点向后newStartVnode = newCh[++newStartIdx]当完成对旧节点的遍历，但是新节点还没完成遍历,那就说明后续的都是新增节点，执行新增操作，如果完成对新节点遍历，旧节点还没完成遍历，那么说明旧节点出现冗余节点，执行删除操作。
//完成对旧节点的遍历，但是新节点还没完成遍历，if (oldStartIdx > oldEndIdx) { refElm = isUndef(newCh[newEndIdx + 1]) ? null : newCh[newEndIdx + 1].elm // 新增节点 addVnodes(parentElm, refElm, newCh, newStartIdx, newEndIdx, insertedVnodeQueue)} else if (newStartIdx > newEndIdx) { // 发现多余的旧节点，执行删除操作 removeVnodes(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)}子节点比较总结
上面就是子节点比较更新的一个完整过程，这是完整的逻辑代码
function updateChildren(parentElm, oldCh, newCh, insertedVnodeQueue, removeOnly) { let oldStartIdx = 0 let newStartIdx = 0 let oldEndIdx = oldCh.length - 1 let oldStartVnode = oldCh[0] //旧前 let oldEndVnode = oldCh[oldEndIdx] //旧后 let newEndIdx = newCh.length - 1 let newStartVnode = newCh[0] //新前 let newEndVnode = newCh[newEndIdx] //新后 let oldKeyToIdx, idxInOld, vnodeToMove, refElm // removeOnly is a special flag used only by // to ensure removed elements stay in correct relative positions // during leaving transitions const canMove = !removeOnly if (process.env.NODE_ENV !== 'production') { checkDuplicateKeys(newCh) } //双端比较遍历 while (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx oldEndIdx) { refElm = isUndef(newCh[newEndIdx + 1]) ? null : newCh[newEndIdx + 1].elm // 新增节点 addVnodes(parentElm, refElm, newCh, newStartIdx, newEndIdx, insertedVnodeQueue) } else if (newStartIdx > newEndIdx) { // 发现多余的旧节点，执行删除操作 removeVnodes(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx) }}编程入门！！