最近看了面试题中有一个这样的题，v-for 为什么要绑定 key？
Vue 中 key 很多人都弄不清楚有什么作用，甚至还有些人认为不绑定 key 就会报错。
其实没绑定 key 的话，Vue 还是可以正常运行的，报警告是因为没通过 Eslint 的检查。
接下来将通过源码一步步分析这个 key 的作用。
# Virtual DOM
Virtual DOM 最主要保留了 DOM 元素的层级关系和一些基本属性，本质上就是一个 JS 对象。相对于真实的 DOM，Virtual DOM 更简单，操作起来速度更快。
如果需要改变 DOM，则会通过新旧 Virtual DOM 对比，找出需要修改的节点进行真实的 DOM 操作，从而减小性能消耗。
# Diff
传统的 Diff 算法需要遍历一个树的每个节点，与另一棵树的每个节点对比，时间复杂度为 O(n²)。
Vue 采用的 Diff 算法则通过逐级对比，大大降低了复杂性，时间复杂度为 O(n)。
# VNode 更新过程
VNode 更新首先会经过 patch 函数，patch 函数源码如下：
/* vue/src/core/vdom/patch.js */
function patch (oldVnode, vnode, hydrating, removeOnly) {
if (isUndef(vnode)) {
if (isDef(oldVnode)) invokeDestroyHook(oldVnode)
return
}
let isInitialPatch = false
const insertedVnodeQueue = []
if (isUndef(oldVnode)) {
// empty mount (likely as component), create new root element
isInitialPatch = true
createElm(vnode, insertedVnodeQueue)
} else {
const isRealElement = isDef(oldVnode.nodeType)
if (!isRealElement && sameVnode(oldVnode, vnode)) {
// patch existing root node
patchVnode(oldVnode, vnode, insertedVnodeQueue, null, null, removeOnly)
} else {
// somecode
}
}
invokeInsertHook(vnode, insertedVnodeQueue, isInitialPatch)
return vnode.elm
}
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vnode 表示更新后的节点，oldVnode 表示更新前的节点，通过对比新旧节点进行操作。
1、vnode 未定义，oldVnode 存在则触发 destroy 的钩子函数
2、oldVnode 未定义，则根据 vnode 创建新的元素
3、oldVnode 不为真实元素并且 oldVnode 与 vnode 为同一节点，则会调用 patchVnode 触发更新
4、oldVnode 为真实元素或者 oldVnode 与 vnode 不是同一节点，另做处理
接下来会进入 patchVnode 函数，源码如下：
function patchVnode (
oldVnode,
vnode,
insertedVnodeQueue,
ownerArray,
index,
removeOnly
) {
if (oldVnode === vnode) {
return
}
if (isDef(vnode.elm) && isDef(ownerArray)) {
// clone reused vnode
vnode = ownerArray[index] = cloneVNode(vnode)
}
// somecode
const oldCh = oldVnode.children
const ch = vnode.children
// somecode
if (isUndef(vnode.text)) {
if (isDef(oldCh) && isDef(ch)) {
if (oldCh !== ch) updateChildren(elm, oldCh, ch, insertedVnodeQueue, removeOnly)
} else if (isDef(ch)) {
if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
checkDuplicateKeys(ch)
}
if (isDef(oldVnode.text)) nodeOps.setTextContent(elm, '')
addVnodes(elm, null, ch, 0, ch.length - 1, insertedVnodeQueue)
} else if (isDef(oldCh)) {
removeVnodes(oldCh, 0, oldCh.length - 1)
} else if (isDef(oldVnode.text)) {
nodeOps.setTextContent(elm, '')
}
} else if (oldVnode.text !== vnode.text) {
nodeOps.setTextContent(elm, vnode.text)
}
if (isDef(data)) {
if (isDef(i = data.hook) && isDef(i = i.postpatch)) i(oldVnode, vnode)
}
}
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1、vnode 的 text 不存在，则会比对 oldVnode 与 vnode 的 children 节点进行更新操作
2、vnode 的 text 存在，则会修改 DOM 节点的 text
接下来在 updateChildren 函数内就可以看到 key 的用处。
# key 的作用
key 的作用主要是给 VNode 添加唯一标识，通过这个 key，可以更快找到新旧 VNode 的变化，从而进一步操作。
key 的作用主要表现在以下这段源码中。
/* vue/src/core/vdom/patch.js */
function updateChildren (parentElm, oldCh, newCh, insertedVnodeQueue, removeOnly) {
let oldStartIdx = 0
let newStartIdx = 0
let oldEndIdx = oldCh.length - 1
let oldStartVnode = oldCh[0]
let oldEndVnode = oldCh[oldEndIdx]
let newEndIdx = newCh.length - 1
let newStartVnode = newCh[0]
let newEndVnode = newCh[newEndIdx]
let oldKeyToIdx, idxInOld, vnodeToMove, refElm
// removeOnly is a special flag used only by <transition-group>
// to ensure removed elements stay in correct relative positions
// during leaving transitions
const canMove = !removeOnly
if (process.env.NODE_ENV !== 'production') {
checkDuplicateKeys(newCh)
}
while (oldStartIdx <= oldEndIdx && newStartIdx <= newEndIdx) {
if (isUndef(oldStartVnode)) {
oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx] // Vnode has been moved left
} else if (isUndef(oldEndVnode)) {
oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
} else if (sameVnode(oldStartVnode, newStartVnode)) {
patchVnode(oldStartVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx)
oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
} else if (sameVnode(oldEndVnode, newEndVnode)) {
patchVnode(oldEndVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newEndIdx)
oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
} else if (sameVnode(oldStartVnode, newEndVnode)) { // Vnode moved right
patchVnode(oldStartVnode, newEndVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newEndIdx)
canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldStartVnode.elm, nodeOps.nextSibling(oldEndVnode.elm))
oldStartVnode = oldCh[++oldStartIdx]
newEndVnode = newCh[--newEndIdx]
} else if (sameVnode(oldEndVnode, newStartVnode)) { // Vnode moved left
patchVnode(oldEndVnode, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx)
canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, oldEndVnode.elm, oldStartVnode.elm)
oldEndVnode = oldCh[--oldEndIdx]
newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
} else {
// 以上 4 种均匹配不到，通过 key 生成 key -> index 的 map（生成一次）
if (isUndef(oldKeyToIdx)) oldKeyToIdx = createKeyToOldIdx(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
/**
* 有 key 通过 key 比较，时间复杂度 O(n)
* 无 key 时，每个 vnode 均需要遍历比较，时间复杂度 O(n²)
*/
idxInOld = isDef(newStartVnode.key)
? oldKeyToIdx[newStartVnode.key]
: findIdxInOld(newStartVnode, oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
if (isUndef(idxInOld)) { // New element
createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx)
} else {
vnodeToMove = oldCh[idxInOld]
if (sameVnode(vnodeToMove, newStartVnode)) {
patchVnode(vnodeToMove, newStartVnode, insertedVnodeQueue, newCh, newStartIdx)
oldCh[idxInOld] = undefined
canMove && nodeOps.insertBefore(parentElm, vnodeToMove.elm, oldStartVnode.elm)
} else {
// same key but different element. treat as new element
createElm(newStartVnode, insertedVnodeQueue, parentElm, oldStartVnode.elm, false, newCh, newStartIdx)
}
}
newStartVnode = newCh[++newStartIdx]
}
}
if (oldStartIdx > oldEndIdx) {
refElm = isUndef(newCh[newEndIdx + 1]) ? null : newCh[newEndIdx + 1].elm
addVnodes(parentElm, refElm, newCh, newStartIdx, newEndIdx, insertedVnodeQueue)
} else if (newStartIdx > newEndIdx) {
removeVnodes(oldCh, oldStartIdx, oldEndIdx)
}
}
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updateChildren 过程为：
1、分别用两个指针（startIndex, endIndex）表示 oldCh 和 newCh 的头尾节点
2、对指针所对应的节点做一个两两比较，判断是否属于同一节点
3、如果4种比较都没有匹配，那么判断是否有 key，有 key 就会用 key 去做一个比较；无 key 则会通过遍历的形式进行比较
4、比较的过程中，指针往中间靠，当有一个 startIndex > endIndex，则表示有一个已经遍历完了，比较结束
# 总结
从 VNode 的渲染过程可以得知，Vue 的 Diff 算法先进行的是同级比较，然后再比较子节点。
子节点比较会通过 startIndex、endIndex 两个指针进行两两比较，再通过 key 比对子节点。如果没设置 key，则会通过遍历的方式匹配节点，增加性能消耗。
所以不绑定 key 并不会有问题，绑定 key 之后在性能上有一定的提升。
综上，key 主要是应用在 Diff 算法中，作用是为了更快速定位出相同的新旧节点，尽量减少 DOM 的创建和销毁的操作。
希望以上内容能够对各位小伙伴有所帮助，祝大家面试顺利。
# 补充（2020/03/16）
Vue 的文档中对 key 的说明如下：
key 的特殊属性主要用在 Vue 的虚拟 DOM 算法，在新旧 nodes 对比时辨识 VNodes。如果不使用 key，Vue 会使用一种最大限度减少动态元素并且尽可能的尝试就地修改/复用相同类型元素的算法。而使用 key 时，它会基于 key 的变化重新排列元素顺序，并且会移除 key 不存在的元素。
关于就地修改，关键在于 sameVnode 的实现，源码如下：
function sameVnode (a, b) {
return (
a.key === b.key && (
(
a.tag === b.tag &&
a.isComment === b.isComment &&
isDef(a.data) === isDef(b.data) &&
sameInputType(a, b)
) || (
isTrue(a.isAsyncPlaceholder) &&
a.asyncFactory === b.asyncFactory &&
isUndef(b.asyncFactory.error)
)
)
)
}
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可以看出，当 key 未绑定时，主要通过元素的标签等进行判断，在 updateChildren 内会将 oldStartVnode 与 newStartVnode 判断为同一节点。
如果 VNode 中只包含了文本节点，在 patchVnode 中可以直接替换文本节点，而不需要移动节点的位置，确实在不绑定 key 的情况下效率要高一丢丢。
某些情况下不绑定 key 的效率更高，那为什么大部分Eslint的规则还是要求绑定 key 呢？
因为在实际项目中，大多数情况下 v-for 的节点内并不只有文本节点，那么 VNode 的字节点就要进行销毁和创建的操作。
相比替换文本带来的一丢丢提升，这部分会消耗更多的性能，得不偿失。
了解了就地修改，那么我们在一些简单节点上可以选择不绑定 key，从而提高性能。
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