1.DIff算法看不懂就一起来砍我(带)
2.Lua5.4 源码剖析——虚拟机2 之 闭包与UpValue

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。源码源码源码时代氛围

       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，订餐网站系统源码这个时候虚拟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matlab形状识别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api调用程序源码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"。蜜桃英语源码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。