React diff算法的实现示例 前言 在上一篇文章，我们已经实现了React的组件功能，从功能的角度来说已经实现了React的核心功能了。 但是我们的实现方式有很大的问题：每次更新都重新渲染整个应用或者整个组件，DOM操作十分昂贵，这样性能损耗非常大。 为了减少DOM更新，我们需要找渲染前后真正变化的部分，只更新这一部分DOM。而对比变化，找出需要更新部分的算法我们称之为diff算法。 对比策略 在前面两篇文章后，我们实现了一个render方法，它能将虚拟DOM渲染成真正的DOM，我们现在就需要改进它，让它不要再傻乎乎地重新渲染整个DOM树，而是找出真正变化的部分。 这部分很多类React框架实现方式都不太一样，有的框架会选择保存上次渲染的虚拟DOM，然后对比虚拟DOM前后的变化，得到一系列更新的数据，然后再将这些更新应用到真正的DOM上。 但也有一些框架会选择直接对比虚拟DOM和真实DOM，这样就不需要额外保存上一次渲染的虚拟DOM，并且能够一边对比一边更新，这也是我们选择的方式。 不管是DOM还是虚拟DOM，它们的结构都是一棵树，完全对比两棵树变化的算法时间复杂度是O(n^3)，但是考虑到我们很少会跨层级移动DOM，所以我们只需要对比同一层级的变化。 只需要对比同一颜色框内的节点 总而言之，我们的diff算法有两个原则： 对比当前真实的DOM和虚拟DOM，在对比过程中直接更新真实DOM 只对比同一层级的变化实现 我们需要实现一个diff方法，它的作用是对比真实DOM和虚拟DOM，最后返回更新后的DOM /** * @param {HTMLElement} dom 真实DOM * @param {vnode} vnode 虚拟DOM * @returns {HTMLElement} 更新后的DOM */ function diff( dom, vnode ) { // ... } 接下来就要实现这个方法。 在这之前先来回忆一下我们虚拟DOM的结构: 虚拟DOM的结构可以分为三种，分别表示文本、原生DOM节点以及组件。 // 原生DOM节点的vnode { tag: 'div', attrs: { className: 'container' }, children: [] } // 文本节点的vnode "hello,world" // 组件的vnode { tag: ComponentConstrucotr, attrs: { className: 'container' }, children: [] } 对比文本节点 首先考虑最简单的文本节点，如果当前的DOM就是文本节点，则直接更新内容，否则就新建一个文本节点，并移除掉原来的DOM。 // diff text node if ( typeof vnode === 'string' ) { // 如果当前的DOM就是文本节点，则直接更新内容 if ( dom && dom.nodeType === 3 ) { // nodeType: http://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/Node/nodeType if ( dom.textContent !== vnode ) { dom.textContent = vnode; } // 如果DOM不是文本节点，则新建一个文本节点DOM，并移除掉原来的 } else { out = document.createTextNode( vnode ); if ( dom && dom.parentNode ) { dom.parentNode.replaceChild( out, dom ); } } return out; } 文本节点十分简单，它没有属性，也没有子元素，所以这一步结束后就可以直接返回结果了。 对比非文本DOM节点 如果vnode表示的是一个非文本的DOM节点，那就要分几种情况了： 如果真实DOM和虚拟DOM的类型不同，例如当前真实DOM是一个div，而vnode的tag的值是'button'，那么原来的div就没有利用价值了，直接新建一个button元素，并将div的所有子节点移到button下，然后用replaceChild方法将div替换成button。 if ( !dom || dom.nodeName.toLowerCase() !== vnode.tag.toLowerCase() ) { out = document.createElement( vnode.tag ); if ( dom ) { [ ...dom.childNodes ].map( out.appendChild ); // 将原来的子节点移到新节点下 if ( dom.parentNode ) { dom.parentNode.replaceChild( out, dom ); // 移除掉原来的DOM对象 } } } 如果真实DOM和虚拟DOM是同一类型的，那我们暂时不需要做别的，只需要等待后面对比属性和对比子节点。 对比属性 实际上diff算法不仅仅是找出节点类型的变化，它还要找出来节点的属性以及事件监听的变化。我们将对比属性单独拿出来作为一个方法： function diffAttributes( dom, vnode ) { const old = dom.attributes; // 当前DOM的属性 const attrs = vnode.attrs; // 虚拟DOM的属性 // 如果原来的属性不在新的属性当中，则将其移除掉（属性值设为undefined） for ( let name in old ) { if ( !( name in attrs ) ) { setAttribute( dom, name, undefined ); } } // 更新新的属性值 for ( let name in attrs ) { if ( old[ name ] !== attrs[ name ] ) { setAttribute( dom, name, attrs[ name ] ); } } } setAttribute方法的实现参见第一篇文章 对比子节点 节点本身对比完成了，接下来就是对比它的子节点。 这里会面临一个问题，前面我们实现的不同diff方法，都是明确知道哪一个真实DOM和虚拟DOM对比，但是子节点是一个数组，它们可能改变了顺序，或者数量有所变化，我们很难确定要和虚拟DOM对比的是哪一个。 为了简化逻辑，我们可以让用户提供一些线索：给节点设一个key值，重新渲染时对比key值相同的节点。 // diff方法 if ( vnode.children && vnode.children.length > 0 || ( out.childNodes && out.childNodes.length > 0 ) ) { diffChildren( out, vnode.children ); } function diffChildren( dom, vchildren ) { const domChildren = dom.childNodes; const children = []; const keyed = {}; // 将有key的节点和没有key的节点分开 if ( domChildren.length > 0 ) { for ( let i = 0; i < domChildren.length; i++ ) { const child = domChildren[ i ]; const key = child.key; if ( key ) { keyedLen++; keyed[ key ] = child; } else { children.push( child ); } } } if ( vchildren && vchildren.length > 0 ) { let min = 0; let childrenLen = children.length; for ( let i = 0; i < vchildren.length; i++ ) { const vchild = vchildren[ i ]; const key = vchild.key; let child; // 如果有key，找到对应key值的节点 if ( key ) { if ( keyed[ key ] ) { child = keyed[ key ]; keyed[ key ] = undefined; } // 如果没有key，则优先找类型相同的节点 } else if ( min < childrenLen ) { for ( let j = min; j < childrenLen; j++ ) { let c = children[ j ]; if ( c && isSameNodeType( c, vchild ) ) { child = c; children[ j ] = undefined; if ( j === childrenLen - 1 ) childrenLen--; if ( j === min ) min++; break; } } } // 对比 child = diff( child, vchild ); // 更新DOM const f = domChildren[ i ]; if ( child && child !== dom && child !== f ) { if ( !f ) { dom.appendChild(child); } else if ( child === f.nextSibling ) { removeNode( f ); } else { dom.insertBefore( child, f ); } } } } } 对比组件 如果vnode是一个组件，我们也单独拿出来作为一个方法: function diffComponent( dom, vnode ) { let c = dom && dom._component; let oldDom = dom; // 如果组件类型没有变化，则重新set props if ( c && c.constructor === vnode.tag ) { setComponentProps( c, vnode.attrs ); dom = c.base; // 如果组件类型变化，则移除掉原来组件，并渲染新的组件 } else { if ( c ) { unmountComponent( c ); oldDom = null; } c = createComponent( vnode.tag, vnode.attrs ); setComponentProps( c, vnode.attrs ); dom = c.base; if ( oldDom && dom !== oldDom ) { oldDom._component = null; removeNode( oldDom ); } } return dom; } 下面是相关的工具方法的实现，和上一篇文章的实现相比，只需要修改renderComponent方法其中的一行。 function renderComponent( component ) { // ... // base = base = _render( renderer ); // 将_render改成diff base = diff( component.base, renderer ); // ... } 完整diff实现看这个文件 渲染 现在我们实现了diff方法，我们尝试渲染上一篇文章中定义的Counter组件，来感受一下有无diff方法的不同。 class Counter extends React.Component { constructor( props ) { super( props ); this.state = { num: 1 } } onClick() { this.setState( { num: this.state.num + 1 } ); } render() { return (

count: { this.state.num }

); } } 不使用diff 使用上一篇文章的实现，从chrome的调试工具中可以看到，闪烁的部分是每次更新的部分，每次点击按钮，都会重新渲染整个组件。 使用diff 而实现了diff方法后，每次点击按钮，都只会重新渲染变化的部分。 后话 在这篇文章中我们实现了diff算法，通过它做到了每次只更新需要更新的部分，极大地减少了DOM操作。React实现远比这个要复杂，特别是在React 16之后还引入了Fiber架构，但是主要的思想是一致的。 实现diff算法可以说性能有了很大的提升，但是在别的地方仍然后很多改进的空间：每次调用setState后会立即调用renderComponent重新渲染组件，但现实情况是，我们可能会在极短的时间内多次调用setState。 假设我们在上文的Counter组件中写出了这种代码 onClick() { for ( let i = 0; i < 100; i++ ) { this.setState( { num: this.state.num + 1 } ); } } 那以目前的实现，每次点击都会渲染100次组件，对性能肯定有很大的影响。 下一篇文章我们就要来改进setState方法 这篇文章的代码：http://github.com/hujiulong/simple-react/tree/chapter-3 以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持中文源码网。