什么是虚拟DOM？虚拟DOM的Diff

煙雲

发布时间：2025-08-20 14:24:02

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原创

虚拟DOM是真实DOM的轻量级JavaScript副本，核心目的是优化频繁DOM操作的性能。它通过在内存中进行计算，利用Diff算法比较新旧虚拟DOM树，找出最小差异并生成补丁，最后批量更新真实DOM，减少重排和重绘。Diff算法基于同层比较、节点类型判断、属性对比和key机制，实现高效更新。同步时，框架根据补丁调用原生API操作DOM，常结合异步调度批量处理，提升渲染效率。

什么是虚拟dom？虚拟dom的diff

虚拟DOM，说白了，就是真实DOM在内存里的一份轻量级拷贝，一个纯粹的JavaScript对象。它的出现，核心目的就是为了优化前端应用的性能，尤其是在那些界面变化频繁、需要大量操作DOM的场景下。我们都知道直接操作真实DOM是个挺“昂贵”的事儿，而虚拟DOM提供了一个缓冲层，让我们可以先在内存里把所有改动都“算计”好，然后再一次性地、高效地同步到真实DOM上。至于“Diff”，那就是虚拟DOM的“找茬”能力，它能找出两份虚拟DOM树之间到底有哪些细微的变化，然后只更新那些真正改变了的地方。

解决方案

虚拟DOM的工作流程可以概括为：数据变化 -> 生成新的虚拟DOM树 -> 新旧虚拟DOM树进行Diff比较 -> 生成差异补丁（patch）-> 将补丁应用到真实DOM。

这个过程的关键在于Diff算法。当应用状态发生变化时，框架（比如React或Vue）会重新生成一份全新的虚拟DOM树。这份新树会和之前渲染的那份旧树进行对比。Diff算法就是在这个对比环节发挥作用的，它会遍历两棵树，找出它们之间最小的差异集合。这个差异集合，或者说“补丁”，会精确地描述哪些DOM节点需要被添加、删除、移动，或者哪些节点的属性、文本内容需要被修改。最后，框架会根据这些补丁，只对真实DOM进行必要的、最小化的操作，而不是粗暴地重新渲染整个页面，这大大减少了浏览器进行重排（reflow）和重绘（repaint）的次数，从而提升了应用的响应速度和用户体验。

为什么我们需要虚拟DOM？它解决了什么痛点？

你可能会问，直接操作DOM不是更直接吗？多一层虚拟DOM，听起来反而更复杂了。这事儿啊，还真不是那么简单粗暴。真实DOM的操作，尤其是频繁的增删改查，会引发浏览器的布局计算（reflow）和绘制（repaint），这两个过程都非常消耗性能。想象一下，如果你的应用界面有几十个、上百个动态变化的元素，每次数据更新都直接去操作真实DOM，浏览器就得一遍又一遍地重新计算布局、重新绘制，这会造成明显的卡顿和闪烁。

虚拟DOM解决的痛点就在于此：它把这些“昂贵”的DOM操作，从实时、零散的执行，变成了在内存中的批量处理。我们所有的逻辑操作，都先作用于这个轻量级的JavaScript对象上。等到所有变化都稳定了，虚拟DOM再通过Diff算法计算出最小的改动，然后一次性地、高效地更新到真实DOM上。这就像是把零散的快递包裹，先集中起来，打包成一个大包裹，然后一次性地寄出去，效率自然就高了。它不是银弹，也不是说它就一定比直接操作DOM快，但对于现代复杂、交互频繁的Web应用来说，它确实提供了一个更优雅、更可控的性能优化方案。

虚拟DOM的Diff算法是如何工作的？核心原理是什么？

Diff算法，说白了就是虚拟DOM的“火眼金睛”，它要做的就是找出两棵虚拟DOM树之间的差异。但它不是笨拙地一个一个节点地比对，那样效率太低了。它的核心原理基于几个巧妙的启发式规则，使得比较过程能够达到近似O(n)的复杂度（n是节点数量），而不是理论上更慢的O(n^3)或O(n^2)。

主要规则有这么几条：

阿里云-虚拟数字人

阿里云-虚拟数字人是什么？ ...

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只比较同层节点： 这是最关键的一点。Diff算法默认不会跨层级比较。如果一个DOM节点在父节点改变后被移动到另一个层级，它不会被视为“移动”，而是直接被视为旧节点删除、新节点创建。这大大简化了比较过程。
不同类型的节点，直接替换： 如果新旧两棵树中，某个位置的节点类型发生了变化（比如
变成了
），Diff算法会毫不犹豫地销毁旧节点及其所有子节点，然后创建并插入新节点及其所有子节点。它不会尝试去“修补”它们。
相同类型的节点，比较属性： 如果节点类型相同，Diff算法会进一步比较它们的属性（props）。只有当属性发生变化时，才会更新真实DOM上对应的属性。比如，
```
class
```
变了，
```
id
```
变了，就只更新这两个属性。
子节点比较： 这是最复杂的部分。当父节点类型相同，且属性也处理完了，Diff算法会递归地比较它们的子节点。对于列表渲染（比如
```
map
```
生成的列表），这里就引入了
```
key
```
这个概念。
```
key
```
是每个子节点的唯一标识。有了
```
key
```
，Diff算法就能更高效地识别出哪些子节点是新增的、哪些是删除了的、哪些是移动了位置的，而不是简单地按顺序比较，从而避免不必要的DOM操作。没有
```
key
```
或者
```
key
```
不唯一，就可能导致性能问题，甚至出现状态错乱。

所以，Diff算法并不是真的“找出”最小的编辑距离，而是在性能和准确性之间找到了一个平衡点。它通过这些启发式规则，在大多数常见场景下，都能以非常高的效率找到足够优化的差异，并生成相应的补丁。

虚拟DOM和真实DOM之间的同步过程是怎样的？

Diff算法找出差异后，会生成一个“补丁集”（patch set），这个补丁集详细记录了所有需要对真实DOM进行的修改操作。这个阶段就是将虚拟DOM的改动真正“落地”到浏览器渲染树上的过程，我们通常称之为“打补丁”或“patching”。

框架会遍历这个补丁集，然后根据其中的指令，直接调用浏览器原生的DOM API来更新真实DOM。这些指令可能包括：

添加节点：

document.createElement()

和

parentNode.appendChild()

删除节点：
```
parentNode.removeChild()
```
更新属性：
```
element.setAttribute()
```
或直接设置
```
element.style.xxx
```
更新文本内容：
```
node.textContent = newText
```
移动节点：
```
parentNode.insertBefore()
```
等

值得注意的是，这个同步过程往往也是批量进行的。框架会尽量把多个小的DOM操作合并成一次大的操作，或者在合适的时机（比如浏览器下一帧绘制前）执行这些操作，以避免频繁触发浏览器的重排和重绘。例如，React的Fiber架构就引入了调度器（Scheduler）的概念，它可以暂停、恢复或优先处理更新，从而更好地控制DOM更新的时机，确保UI的流畅性。Vue的