真实 DOM 和虚拟 DOM
概念
真实DOM
文档对象模型（Document Object Model），它是一种用于表示和操作HTML、XML和SVG文档的编程接口。真实的DOM是一个树形结构，它将文档中的每个元素、属性和文本都表示为一个节点，允许开发者通过JavaScript等脚本语言来操作和修改网页的内容和结构。
虚拟DOM
虚拟DOM（Virtual DOM）是一种用于优化前端渲染性能的概念和技术。它是一个虚拟的、轻量级的JavaScript对象树，用来表示真实DOM的抽象结构。虚拟DOM的核心思想是通过在内存中构建虚拟DOM树，然后通过比较算法将变更映射到实际DOM，从而减少对真实DOM的频繁操作，提高页面渲染的性能。
虚拟DOM的工作原理如下：
- 初始化阶段：在页面加载时，将真实 DOM 的初始状态转换为虚拟 DOM 的树结构，这个过程称为虚拟 DOM 的"渲染"。
- 数据变更阶段：当页面数据发生变化时，生成一个新的虚拟 DOM 树，与之前的虚拟 DOM 树进行比较。
- 比较算法：虚拟 DOM 的比较算法会逐层对比两个虚拟 DOM 树的节点差异，并记录下变更的操作，例如添加、更新或删除。
- 更新阶段：通过比较算法得到的变更记录，将只有真正变化的部分应用到实际 DOM 上，即局部更新。
区别
使用方式
真实 DOM
- 直接操作：真实 DOM 是 HTML 文档的实际表示，可以通过 JavaScript 直接对其进行操作。开发者可以使用原生的 DOM API（如 document.getElementById、element.appendChild 等）来获取元素并进行增、删，改，查等操作。
- 反应式：在某些框架中，使用真实 DOM 进行视图更新时，需要手动监测数据的变化，并手动触发 DOM 更新操作。这通常涉及到手动的状态管理和 DOM 操作，容易导致代码冗余和难以维护。
虚拟 DOM
- 中间抽象层：虚拟 DOM 是真实 DOM 的一种抽象表示，它是用 JavaScript 对象模拟了真实 DOM 树的结构。在修改视图时，开发者实际上是在操作虚拟 DOM 树，而不是直接操作真实 DOM。
- 声明式：使用虚拟 DOM 时，开发者可以以声明式的方式描述视图状态，而不需要关心具体的 DOM 操作。框架会根据虚拟 DOM 的变化，自动计算出需要更新的最小 DOM 变更，并且将所有 DOM 操作集中处理，最后批量更新真实 DOM。这使得开发者能够将关注点集中在数据和状态上，而不用过多关心 DOM 操作。
优势
真实 DOM
- 原生操作：真实 DOM 是浏览器提供的原生接口，直接操作真实 DOM 可以实现几乎任何的视图更新和交互效果。
- 支持全面：由于真实 DOM 是浏览器提供的标准 API，因此在各种浏览器上都能得到很好的支持和兼容性。
- 熟悉：对于熟悉 DOM 操作的开发者来说，使用真实 DOM 是一种熟悉的开发方式，不需要学习额外的抽象概念。
虚拟 DOM
- 高性能：虚拟 DOM 通过在 JavaScript 内部进行操作，减少了对真实 DOM 的直接访问。在数据变更时，虚拟 DOM 会将所有的 DOM 操作进行批量处理和优化，从而减少了浏览器的重绘和重排，提高了性能表现。
- 灵活性：虚拟 DOM 是真实 DOM 的抽象层，可以轻松实现跨平台（如 Web、移动端、服务器端）的视图渲染，也方便进行单元测试和快速 UI 迭代。
- 跨平台：虚拟 DOM 不仅可以用于浏览器中的前端开发，还可以用于服务器端渲染（SSR），以及一些移动端开发框架（如 React Native）中，实现代码的重用和跨平台开发。
劣势
真实 DOM
- 性能损耗：直接操作真实 DOM 会导致频繁的重绘和重排，特别在大规模的数据变更时，性能损耗较高，影响页面的响应速度和用户体验。
- 复杂性：真实 DOM 操作相对繁琐，需要手动处理 DOM 的创建、更新和销毁，代码难以维护，尤其在复杂的交互场景下容易出现 bug。
- 兼容性：由于不同浏览器对 DOM 的实现存在差异，为了确保在各种浏览器上的一致性，开发者需要编写大量兼容性代码。
虚拟 DOM
- 内存消耗：虚拟 DOM 需要在 JavaScript 内部维护一份 DOM 的副本，因此会占用一定的内存空间，尤其在处理大型复杂视图时，可能会导致内存消耗较大。
- 学习成本：虚拟 DOM 需要引入额外的抽象概念和编程模式，对于初学者来说，学习成本可能较高。
- 构建过程：虚拟 DOM 需要在数据变更时进行比对并计算出最小化的 DOM 更新，这个过程会带来一定的计算开销，尤其在数据量较大时，虚拟 DOM 的构建过程可能会比直接操作真实 DOM 更耗时。
使用场景
真实 DOM
- 小规模应用：在小规模的应用中，页面结构相对简单，数据变更较少，直接操作真实 DOM 更为直观和方便。
- 交互简单：当应用的交互逻辑较为简单，数据变更频率较低时，真实 DOM 的性能损耗较小，使用真实 DOM 可以简化开发过程。
虚拟 DOM
- 大型复杂应用：在大型复杂应用中，页面结构复杂，数据变更频繁，使用虚拟 DOM 可以显著提高性能和响应速度。
- 高性能要求：当应用对性能有较高的要求，需要尽量减少重绘和重排时，虚拟 DOM 的优化机制可以有效降低性能损耗。
- 组件化开发：在采用组件化开发模式的框架中，虚拟 DOM 可以与组件状态和数据绑定，实现局部更新，提高代码可维护性和可重用性。
- 跨平台开发：对于需要跨平台开发的应用，虚拟 DOM 可以在不同平台上提供一致的开发体验，增加开发效率。
影响因素
真实 DOM
- 数据变更频率： 数据变更频率高会导致频繁的 DOM 操作，增加页面的重绘和重排次数，降低性能。
- DOM 操作复杂度： 复杂的 DOM 操作会引起多次页面重绘和重排，影响渲染性能。
- 页面元素数量： 页面元素较多时，DOM 操作会变得更加耗时，影响性能。
- 跨浏览器兼容性： 不同浏览器对 DOM 操作的实现有差异，可能导致兼容性问题。
- 渲染性能要求： 对于性能要求较高的应用，频繁的 DOM 操作可能无法满足要求。
虚拟 DOM
- 数据变更频率： 虚拟 DOM 采用批量更新的方式，当数据变更频率较高时，虚拟 DOM 可以减少实际的 DOM 操作次数，提高性能。
- 组件嵌套层级： 组件嵌套层级越深，虚拟 DOM 对局部更新的优势越明显。
- 复杂交互： 复杂的交互场景可能导致 DOM 频繁变更，虚拟 DOM 可以优化渲染性能。
- 渲染性能要求： 对于性能要求较高的应用，虚拟 DOM 的优化机制可以显著提高性能。
- 框架支持： 使用虚拟 DOM 通常需要框架或库的支持，要考虑开发团队对框架的熟悉程度。
开发效率
真实 DOM
- 直观性： 直接操作真实 DOM 可以更直观地理解和编写页面结构和交互逻辑，特别是对于简单应用或初学者而言，上手较快。
- 生态成熟： 在传统的前端开发中，直接操作真实 DOM 是主流方式，相关生态和工具链比较成熟，如 jQuery 等库。
- 少量数据变更： 在应用中，如果只涉及到少量数据变更，直接操作真实 DOM 可能更加简单高效。
虚拟 DOM
- 抽象性： 虚拟 DOM 是对真实 DOM 的抽象表示，使用虚拟 DOM 需要掌握其抽象概念和使用方式，可能对于初学者来说有一定的学习曲线。
- 框架学习： 使用虚拟 DOM 通常需要借助相应的前端框架（如 React、Vue），需要额外学习框架的 API 和生态，增加了开发学习成本。
- 性能优化： 虚拟 DOM 需要借助比较算法来优化渲染性能，对于复杂应用可能需要进行性能优化的处理。
- 组件化开发： 虚拟 DOM 通常结合组件化开发方式，将页面划分为多个组件，提高了代码的可维护性和复用性，但也增加了组件拆分和组合的工作量
性能
真实 DOM
- 直接操作 DOM： 真实 DOM 直接映射到浏览器的文档对象模型，每次数据变更都会引起实际的 DOM 操作，例如插入、删除、修改节点等。
- 频繁重绘与重排： 数据变更导致的频繁 DOM 操作会触发页面的重绘和重排，影响渲染性能。
- 性能成本高： 实际的 DOM 操作需要与浏览器进行频繁的交互，执行成本较高，特别是在元素数量较多、操作复杂的情况下。
- 局部更新困难： 每次数据变更都要对整个真实 DOM 进行重新渲染，对于复杂的交互场景，可能无法实现局部更新。
虚拟 DOM
- DOM 抽象层： 虚拟 DOM 是对真实 DOM 的抽象表示，是一个轻量级的 JavaScript 对象，通过比较虚拟 DOM 的差异来最小化实际 DOM 操作。
- 批量更新： 虚拟 DOM 通过批量更新的机制，将多个数据变更合并为一次操作，减少实际 DOM 操作的次数，提高性能。
- 最小化重绘与重排： 虚拟 DOM 的比较算法可以最小化重绘和重排次数，只更新发生变化的部分，优化渲染性能。
- 局部更新： 虚拟 DOM 可以实现局部更新，只对需要更新的部分进行渲染，提高渲染效率。
- 虚拟 DOM 优化： 一些框架（如 React、Vue）对虚拟 DOM 进行了优化，使用了 Diff 算法和 Virtual DOM Reconciliation 策略，进一步提高了性能。
性能对比： 虚拟 DOM 相对于真实 DOM，在性能上有以下优势：
- 减少实际 DOM 操作次数： 虚拟 DOM 可以批量更新，将多个数据变更合并为一次操作，减少 DOM 操作次数。
- 最小化重绘和重排： 虚拟 DOM 的比较算法可以最小化重绘和重排次数，优化渲染性能。
- 局部更新优化： 虚拟 DOM 可以实现局部更新，只对需要更新的部分进行渲染，减少不必要的渲染开销。
- 框架优化： 虚拟 DOM 的一些框架（如 React、Vue）进行了优化，进一步提高性能。
总结
真实 DOM 和虚拟 DOM 都有各自的优缺点，在不同场景下都有适用的情况。真实 DOM 直接映射到浏览器的渲染树，性能较高，适用于一些简单的页面。而虚拟 DOM 通过比较差异来减少 DOM 操作，适用于大规模数据变更和复杂交互的页面。因此，在实际开发中，开发者应根据页面的特点和需求，选择合适的 DOM 操作方式，以提高页面性能和开发效率。