面试题：Vue中虚拟DOM与Fragment结合提升渲染性能的基本原理是什么

Question

请阐述在Vue中，虚拟DOM的工作机制以及Fragment功能是如何与虚拟DOM相互配合，进而提升渲染性能的。例如从节点的创建、更新和删除等方面说明。

Answer 1

虚拟 DOM 工作机制

1. 创建：
   • 当 Vue 组件初始化时，会根据组件的模板和数据状态生成虚拟 DOM。Vue 通过编译模板，将其转换为渲染函数。渲染函数执行时会创建虚拟 DOM 树。每个节点都是一个 JavaScript 对象，包含标签名、属性、子节点等信息。例如，对于模板 <div id="app">Hello, {{name}}</div>，会生成一个描述该 div 及其子文本节点的虚拟 DOM 对象。
   • 虚拟 DOM 树的根节点对应组件的根元素。
2. 更新：
   • 当组件的数据发生变化时，Vue 会重新执行渲染函数生成新的虚拟 DOM 树。然后通过对比算法（如 diff 算法）将新的虚拟 DOM 与旧的虚拟 DOM 进行比较。
   • diff 算法首先比较两棵树的根节点，如果根节点的标签或 key 发生变化，则直接替换整个子树。如果根节点标签相同，则继续比较子节点。对于子节点，diff 算法会按顺序依次比较，找出有变化的节点。例如，如果一个列表中的某一项数据改变，diff 算法会定位到对应的虚拟 DOM 节点。
   • 找到变化后，Vue 会将变化应用到实际的 DOM 上，只更新那些真正有变化的部分，而不是重新渲染整个组件对应的 DOM。
3. 删除：
   • 当某个节点在新的虚拟 DOM 树中不存在时，对应的真实 DOM 节点会被删除。例如，从列表中移除一项数据，新的虚拟 DOM 树中该项对应的节点就不存在了，Vue 会找到并删除真实 DOM 中的对应节点。

Fragment 功能与虚拟 DOM 的配合及对渲染性能的提升

1. Fragment 概念：Fragment 即片段，在 Vue 3 中，Fragment 允许组件返回多个根节点，而无需像 Vue 2 那样必须有一个单一根节点包裹。例如，组件可以返回 <template><div>First</div><span>Second</span></template>，这里 div 和 span 就是 Fragment 的子节点。
2. 配合方式：
   • 创建时：在创建虚拟 DOM 时，Fragment 会作为一个特殊的节点存在于虚拟 DOM 树结构中。它本身没有真实的 DOM 标签对应，主要用于包裹多个子节点。例如上述例子中，虚拟 DOM 树会有一个 Fragment 节点，其包含 div 和 span 两个子节点对象。
   • 更新时：当数据变化导致虚拟 DOM 更新，diff 算法同样会作用于包含 Fragment 的虚拟 DOM 树。由于 Fragment 没有真实 DOM 标签，在对比时主要关注其内部子节点的变化。例如，如果 div 中的文本发生变化，diff 算法会定位到 div 对应的虚拟 DOM 子节点，然后更新真实 DOM 中的 div 节点，而不会影响到 span 节点，这与普通虚拟 DOM 更新机制类似，但因为没有多余的单一根节点包裹，减少了不必要的 DOM 操作。
   • 删除时：如果某个子节点从 Fragment 中移除，Fragment 对应的虚拟 DOM 会更新，移除该子节点。真实 DOM 中对应的节点也会被删除，并且由于没有多余的包裹节点，删除操作相对更直接，不会产生对包裹节点的无效操作。
3. 性能提升：
   • 减少 DOM 节点数量：在 Vue 2 中，为了符合单一根节点的要求，可能会添加一些不必要的包裹节点。而 Vue 3 的 Fragment 避免了这种情况，减少了 DOM 树的层级和节点数量，降低了渲染的复杂度。例如在复杂列表渲染中，如果每个列表项都不需要额外的包裹节点，使用 Fragment 可以减少大量冗余节点，提升渲染性能。
   • 精准更新：由于 Fragment 直接包裹子节点，diff 算法能更精准地定位和更新变化的节点，减少无效的 DOM 操作。例如在一个包含多个独立小组件的组件中，每个小组件作为 Fragment 的子节点，当其中一个小组件数据变化时，diff 算法可以快速定位到该小组件对应的虚拟 DOM 子节点，只更新该部分真实 DOM，而不会影响其他小组件，从而提升了整体的渲染性能。