面试题：Vue响应式原理在虚拟DOM更新策略下的协同工作机制

Question

Vue采用虚拟DOM进行高效的视图更新，响应式原理负责数据变化的侦测。请阐述当数据发生变化触发响应式系统后，Vue是如何与虚拟DOM的diff算法协同工作，精准定位到需要更新的DOM节点并进行高效更新的？如果在一个复杂嵌套的组件结构中，数据的深层嵌套变化如何通过响应式原理和虚拟DOM的机制实现视图的准确更新？

Answer 1

1. Vue 响应式系统与虚拟 DOM 的协同工作流程

1. 响应式系统触发：当数据发生变化时，Vue 的响应式系统通过 Object.defineProperty() 或 Proxy 捕获到数据的变动。例如，对于一个对象 data = {name: 'John'}，当 data.name = 'Jane' 时，响应式系统监听到这个变化。
2. 重新渲染：响应式系统会通知依赖收集过程中关联的 Watcher 实例，Watcher 会触发组件的重新渲染。在重新渲染过程中，Vue 会基于当前数据状态生成新的虚拟 DOM 树。
3. 虚拟 DOM 的 diff 算法：
   • 对比新旧虚拟 DOM：Vue 会将新生成的虚拟 DOM 与旧的虚拟 DOM 进行对比。diff 算法会从根节点开始，采用深度优先遍历的方式，逐层对比两个树的节点。
   • 节点对比策略：
     • 相同节点：如果两个节点是相同类型（标签名相同且 key 相同，如果有 key 的话），则继续对比子节点。
     • 不同节点：如果节点类型不同，直接将旧节点对应的真实 DOM 替换为新节点对应的真实 DOM。例如，旧节点是 <div>，新节点是 <p>，则直接替换。
   • 子节点对比：对于子节点列表，diff 算法会采用更复杂的策略。它会尽量复用相同的子节点，减少真实 DOM 的操作。例如，通过 key 来识别子节点是否为同一节点，若子节点没有 key，可能会导致不必要的 DOM 移动。
4. 更新真实 DOM：通过 diff 算法找出差异后，Vue 会将这些差异应用到真实 DOM 上，只更新那些真正需要变化的部分，从而实现高效更新。

2. 复杂嵌套组件结构中深层嵌套数据变化的处理

1. 响应式原理处理深层嵌套数据：
   • 对象嵌套：对于对象的深层嵌套，Vue 2 中通过递归遍历对象的属性来设置 Object.defineProperty() 进行数据劫持。例如，对于 data = {user: {name: 'John', age: 30}}，会对 user 对象的 name 和 age 属性都设置劫持。Vue 3 采用 Proxy 则可以更方便地处理深层嵌套对象，因为 Proxy 是对整个对象进行代理，而不是对每个属性单独劫持。
   • 数组嵌套：对于数组，Vue 会重写数组的原型方法（如 push、pop 等），当调用这些方法时会触发响应式更新。在深层嵌套的数组结构中，同样适用此机制。
2. 虚拟 DOM 机制的应用：
   • 组件更新：当深层嵌套数据变化时，响应式系统触发组件重新渲染，生成新的虚拟 DOM。在复杂嵌套组件结构中，每个组件都有自己的虚拟 DOM 树。
   • 逐层对比：虚拟 DOM 的 diff 算法会从最外层组件开始，逐层对比新旧虚拟 DOM 树。对于嵌套的子组件，同样会进行深度优先遍历对比。由于虚拟 DOM 的树形结构与组件的嵌套结构相对应，所以能准确找到发生变化的子树。
   • 精准更新：通过 diff 算法找到深层嵌套结构中变化的节点后，Vue 会精准地更新对应的真实 DOM，即使在复杂的嵌套组件结构中，也能保证视图的准确更新。