摘要:的做法比较简单,它会先删除整个子树,然后再重新创建一遍。同样道理,当节点改为节点时,整棵子树也会被删掉,节点会重新创建。更新为和中较大的。到此为止,整个源码解读系列先告一段落了,后会有期。
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React 是一个十分庞大的库,由于要同时考虑 ReactDom 和 ReactNative ,还有服务器渲染等,导致其代码抽象化程度很高,嵌套层级非常深。阅读 React 源码是一个非常艰辛的过程,在学习过程中给我帮助最大的就是这个系列文章。作者对代码的调用关系梳理得非常清楚,而且还有配图帮助理解,非常值得一读。站在巨人的肩膀之上,我尝试再加入自己的理解,希望对有志于学习 React 源码的读者带来一点启发。
本系列文章基于 React 15.4.2 ,以下是本系列其它文章的传送门:
React 源码深度解读(一):首次 DOM 元素渲染 - Part 1
React 源码深度解读(二):首次 DOM 元素渲染 - Part 2
React 源码深度解读(三):首次 DOM 元素渲染 - Part 3
React 源码深度解读(四):首次自定义组件渲染 - Part 1
React 源码深度解读(五):首次自定义组件渲染 - Part 2
React 源码深度解读(六):依赖注入
React 源码深度解读(七):事务 - Part 1
React 源码深度解读(八):事务 - Part 2
React 源码深度解读(九):单个元素更新
React 源码深度解读(十):Diff 算法详解
React 在比较新旧 2 棵虚拟 DOM 树的时候,会同时考虑两点:
尽量少的创建 / 删除节点,多使用移动节点的方式
比较次数要尽量少,算法要足够的快
如果只考虑第一点,算法的时间复杂度要达到 O(n3) 的级别。也就是说对于一个有 1000 个节点的树,要进行 10 亿次的比较,这对于前端应用来说是完全不可接受的。因此,React 选用了启发式的算法,将时间复杂度控制在 O(n) 的级别。这个算法基于以下 2 个假设:
如果 2 个节点的类型不一样,以这 2 个节点为根结点的树会完全不同
对于多次 render 中结构保持不变的节点,开发者会用一个 key 属性标识出来,以便重用
另外,React 只会对同一层的节点作比较,不会跨层级比较,如图所示:
Diff 使用的是深度优先算法,当遇到下图这样的情况:
最高效的算法应该是直接将 A 子树移动到 D 节点,但这样就涉及到跨层级比较,时间复杂度会陡然上升。React 的做法比较简单,它会先删除整个 A 子树,然后再重新创建一遍。结合到实际的使用场景,改变一个组件的从属关系的情况也是很少的。
同样道理,当 D 节点改为 G 节点时,整棵 D 子树也会被删掉,E、F 节点会重新创建。
对于列表的 Diff,节点的 key 有助于节点的重用:
如上图所示,当没有 key 的时候,如果中间插入一个新节点,Diff 过程中从第三个节点开始的节点都是删除旧节点,创建新节点。当有 key 的时候,除了第三个节点是新创建外,第四和第五个节点都是通过移动实现的。
三、无 Key Diff在了解了总体的 Diff 策略后,我们来近距离的审视源码。先更新示例代码,注意 li 元素没有使用 key :
class App extends Component { constructor(props) { super(props); this.state = { data : ["one", "two"], }; this.timer = setInterval( () => this.tick(), 5000 ); } tick() { this.setState({ data: ["new", "one", "two"], }); } render() { return (
元素变化如下图所示,5 秒后会新增一个 new 元素。
我们跳过前面的逻辑,直接来看 Diff 的代码
_updateRenderedComponent: function (transaction, context) { var prevComponentInstance = this._renderedComponent; // 之前的 Virtual DOM var prevRenderedElement = prevComponentInstance._currentElement; // 最新的 Virtual DOM var nextRenderedElement = this._renderValidatedComponent(); var debugID = 0; if (__DEV__) { debugID = this._debugID; } if (shouldUpdateReactComponent(prevRenderedElement, nextRenderedElement)) { ReactReconciler.receiveComponent( prevComponentInstance, nextRenderedElement, transaction, this._processChildContext(context) ); } else { ... } }, // shouldUpdateReactComponent.js function shouldUpdateReactComponent(prevElement, nextElement) { var prevEmpty = prevElement === null || prevElement === false; var nextEmpty = nextElement === null || nextElement === false; if (prevEmpty || nextEmpty) { return prevEmpty === nextEmpty; } var prevType = typeof prevElement; var nextType = typeof nextElement; if (prevType === "string" || prevType === "number") { return (nextType === "string" || nextType === "number"); } else { return ( nextType === "object" && prevElement.type === nextElement.type && prevElement.key === nextElement.key ); } }
_updateRenderedComponent方法位于 ReactCompositeComponent 内。它先获取新、旧 2 个 Virtual DOM,然后通过shouldUpdateReactComponent判断节点类型是否相同。在我们的例子里,跟节点都是 ul 元素,因此跳过中间的层级后,会走到 ReactDOMComponent 的 updateComponent 方法。他会更新属性和子元素,更新属性部分上一篇文章已经讲清楚了,下面看看更新子元素部分。最终会调用 ReactMultiChild 的 _updateChildren :
_updateChildren: function (nextNestedChildrenElements, transaction, context) { ... var nextChildren = this._reconcilerUpdateChildren( prevChildren, nextNestedChildrenElements, mountImages, removedNodes, transaction, context ); ... for (name in nextChildren) { if (!nextChildren.hasOwnProperty(name)) { continue; } var prevChild = prevChildren && prevChildren[name]; var nextChild = nextChildren[name]; if (prevChild === nextChild) { updates = enqueue( updates, this.moveChild(prevChild, lastPlacedNode, nextIndex, lastIndex) ); lastIndex = Math.max(prevChild._mountIndex, lastIndex); prevChild._mountIndex = nextIndex; } else { if (prevChild) { // Update `lastIndex` before `_mountIndex` gets unset by unmounting. lastIndex = Math.max(prevChild._mountIndex, lastIndex); // The `removedNodes` loop below will actually remove the child. } // The child must be instantiated before it"s mounted. updates = enqueue( updates, this._mountChildAtIndex( nextChild, mountImages[nextMountIndex], lastPlacedNode, nextIndex, transaction, context ) ); nextMountIndex++; } nextIndex++; lastPlacedNode = ReactReconciler.getHostNode(nextChild); } // Remove children that are no longer present. for (name in removedNodes) { if (removedNodes.hasOwnProperty(name)) { updates = enqueue( updates, this._unmountChild(prevChildren[name], removedNodes[name]) ); } } if (updates) { processQueue(this, updates); } this._renderedChildren = nextChildren; }, _reconcilerUpdateChildren: function ( prevChildren, nextNestedChildrenElements, mountImages, removedNodes, transaction, context ) { var nextChildren; var selfDebugID = 0; nextChildren = flattenChildren(nextNestedChildrenElements, selfDebugID); ReactChildReconciler.updateChildren( prevChildren, nextChildren, mountImages, removedNodes, transaction, this, this._hostContainerInfo, context, selfDebugID ); return nextChildren; },
在开始 Diff li 元素之前,它会先调用_reconcilerUpdateChildren去更新 li 元素的子元素,也就是文本。在函数中调用了flattenChildren方法,将数组转换成对象:
function flattenSingleChildIntoContext( traverseContext: mixed, child: ReactElement < any > , name: string, selfDebugID ? : number, ): void { // We found a component instance. if (traverseContext && typeof traverseContext === "object") { const result = traverseContext; const keyUnique = (result[name] === undefined); if (keyUnique && child != null) { result[name] = child; } } } function flattenChildren( children: ReactElement < any > , selfDebugID ? : number, ): ? { [name: string]: ReactElement < any > } { if (children == null) { return children; } var result = {}; traverseAllChildren(children, flattenSingleChildIntoContext, result); return result; } // traverseAllChildren.js function traverseAllChildren(children, callback, traverseContext) { if (children == null) { return 0; } return traverseAllChildrenImpl(children, "", callback, traverseContext); } function traverseAllChildrenImpl( children, nameSoFar, callback, traverseContext ) { var type = typeof children; if (type === "undefined" || type === "boolean") { // All of the above are perceived as null. children = null; } if (children === null || type === "string" || type === "number" || // The following is inlined from ReactElement. This means we can optimize // some checks. React Fiber also inlines this logic for similar purposes. (type === "object" && children.$$typeof === REACT_ELEMENT_TYPE)) { callback( traverseContext, children, // If it"s the only child, treat the name as if it was wrapped in an array // so that it"s consistent if the number of children grows. nameSoFar === "" ? SEPARATOR + getComponentKey(children, 0) : nameSoFar ); return 1; } var child; var nextName; var subtreeCount = 0; // Count of children found in the current subtree. var nextNamePrefix = nameSoFar === "" ? SEPARATOR : nameSoFar + SUBSEPARATOR; if (Array.isArray(children)) { for (var i = 0; i < children.length; i++) { child = children[i]; nextName = nextNamePrefix + getComponentKey(child, i); subtreeCount += traverseAllChildrenImpl( child, nextName, callback, traverseContext ); } } ... return subtreeCount; } function getComponentKey(component, index) { // Do some typechecking here since we call this blindly. We want to ensure // that we don"t block potential future ES APIs. if (component && typeof component === "object" && component.key != null) { // Explicit key return KeyEscapeUtils.escape(component.key); } // Implicit key determined by the index in the set return index.toString(36); }
flattenSingleChildIntoContext作为flattenChildren的回调函数,会作用在每一个数组元素上,构造一个对象(result)。对象的 key 是通过getComponentKey这个方法生成的,可以看到如果没有定义 key 属性,则默认会用数组的 index 作为 key 。最终构造出来的对象是这个样子的:
然后就会调用ReactChildReconciler.updateChildren方法,去更新 li 的文本和创建新的 li 元素。
updateChildren: function ( prevChildren, nextChildren, mountImages, removedNodes, transaction, hostParent, hostContainerInfo, context, selfDebugID // 0 in production and for roots ) { if (!nextChildren && !prevChildren) { return; } var name; var prevChild; for (name in nextChildren) { if (!nextChildren.hasOwnProperty(name)) { continue; } prevChild = prevChildren && prevChildren[name]; var prevElement = prevChild && prevChild._currentElement; var nextElement = nextChildren[name]; if (prevChild != null && shouldUpdateReactComponent(prevElement, nextElement)) { ReactReconciler.receiveComponent( prevChild, nextElement, transaction, context ); nextChildren[name] = prevChild; } else { if (prevChild) { removedNodes[name] = ReactReconciler.getHostNode( prevChild); ReactReconciler.unmountComponent(prevChild, false); } // The child must be instantiated before it"s mounted. var nextChildInstance = instantiateReactComponent( nextElement, true); nextChildren[name] = nextChildInstance; // Creating mount image now ensures refs are resolved in right order // (see https://github.com/facebook/react/pull/7101 for explanation). var nextChildMountImage = ReactReconciler.mountComponent( nextChildInstance, transaction, hostParent, hostContainerInfo, context, selfDebugID ); mountImages.push(nextChildMountImage); } } // Unmount children that are no longer present. for (name in prevChildren) { if (prevChildren.hasOwnProperty(name) && !(nextChildren && nextChildren.hasOwnProperty(name))) { prevChild = prevChildren[name]; removedNodes[name] = ReactReconciler.getHostNode( prevChild); ReactReconciler.unmountComponent(prevChild, false); } } },
在更新 li 前,会根据 key 去取上一次 render 对应的元素prevChild = prevChildren && prevChildren[name]。以第 0 个元素为例,prevElement 为 ReactElement[3]( key 为‘.0’),而 nextElement 为 ReactElement[2],因此会调用ReactReconciler.receiveComponent来更新文本元素,过程与上一篇文章一样。
当遍历到最后一个 li ,由于没有 prevChild,会创建一个新的实例。
再回到 ReactMultiChild 的 _updateChildren 方法,这时nextChildren已经创建好,开始遍历:
_updateChildren: function (nextNestedChildrenElements, transaction, context) { ... var nextChildren = this._reconcilerUpdateChildren( prevChildren, nextNestedChildrenElements, mountImages, removedNodes, transaction, context ); ... for (name in nextChildren) { if (!nextChildren.hasOwnProperty(name)) { continue; } var prevChild = prevChildren && prevChildren[name]; var nextChild = nextChildren[name]; if (prevChild === nextChild) { ------------------------------------ 1) updates = enqueue( updates, this.moveChild(prevChild, lastPlacedNode, nextIndex, lastIndex) ); lastIndex = Math.max(prevChild._mountIndex, lastIndex); prevChild._mountIndex = nextIndex; } else { ------------------------------------ 2) if (prevChild) { // Update `lastIndex` before `_mountIndex` gets unset by unmounting. lastIndex = Math.max(prevChild._mountIndex, lastIndex); // The `removedNodes` loop below will actually remove the child. } // The child must be instantiated before it"s mounted. updates = enqueue( updates, this._mountChildAtIndex( nextChild, mountImages[nextMountIndex], lastPlacedNode, nextIndex, transaction, context ) ); nextMountIndex++; } nextIndex++; lastPlacedNode = ReactReconciler.getHostNode(nextChild); } // Remove children that are no longer present. for (name in removedNodes) { if (removedNodes.hasOwnProperty(name)) { updates = enqueue( updates, this._unmountChild(prevChildren[name], removedNodes[name]) ); } } if (updates) { processQueue(this, updates); } this._renderedChildren = nextChildren; },
前面 2 个 li 元素会走到分支 1),第三个元素会到分支 2),创建新的 li 元素,过程与上一篇的类似。
四、有 Key Diff例子改一下,加入 key:
class App extends Component { constructor(props) { super(props); this.state = { data: ["one", "two"] }; this.timer = setTimeout(() => this.tick(), 5000); } tick() { this.setState({ data: ["new", "one", "two"] }); } render() { return (
流程与无 key 类似,不再赘述。flattenChildren后的对象是这个样子的:
由于使用了 key ,ReactChildReconciler.updateChildren不再需要更新 text 了,只需要创建一个新的实例。
然后到 ReactMultiChild 的 _updateChildren :
_updateChildren: function (nextNestedChildrenElements, transaction, context) { ... for (name in nextChildren) { if (!nextChildren.hasOwnProperty(name)) { continue; } var prevChild = prevChildren && prevChildren[name]; var nextChild = nextChildren[name]; if (prevChild === nextChild) { ------------------------------------ 1) updates = enqueue( updates, this.moveChild(prevChild, lastPlacedNode, nextIndex, lastIndex) ); lastIndex = Math.max(prevChild._mountIndex, lastIndex); prevChild._mountIndex = nextIndex; } else { ------------------------------------ 2) if (prevChild) { // Update `lastIndex` before `_mountIndex` gets unset by unmounting. lastIndex = Math.max(prevChild._mountIndex, lastIndex); // The `removedNodes` loop below will actually remove the child. } // The child must be instantiated before it"s mounted. updates = enqueue( updates, this._mountChildAtIndex( nextChild, mountImages[nextMountIndex], lastPlacedNode, nextIndex, transaction, context ) ); nextMountIndex++; } nextIndex++; lastPlacedNode = ReactReconciler.getHostNode(nextChild); } // Remove children that are no longer present. for (name in removedNodes) { if (removedNodes.hasOwnProperty(name)) { updates = enqueue( updates, this._unmountChild(prevChildren[name], removedNodes[name]) ); } } if (updates) { processQueue(this, updates); } this._renderedChildren = nextChildren; },
匹配第一个元素的时候,会到分支 2),后面 2 个元素都是走分支 1)。
有 key 跟没 key 相比,减少了 2 次文本元素的更新,提高了效率。
五、深挖 Key Diff再来考虑更复杂的情况:
假设要做上图的变化,再来分析下源码:
_updateChildren: function (nextNestedChildrenElements, transaction, context) { ... var nextIndex = 0; var lastIndex = 0; var nextMountIndex = 0; var lastPlacedNode = null; for (name in nextChildren) { if (!nextChildren.hasOwnProperty(name)) { continue; } var prevChild = prevChildren && prevChildren[name]; var nextChild = nextChildren[name]; if (prevChild === nextChild) { ------------------------------------ 1) updates = enqueue( updates, this.moveChild(prevChild, lastPlacedNode, nextIndex, lastIndex) ); lastIndex = Math.max(prevChild._mountIndex, lastIndex); prevChild._mountIndex = nextIndex; } else { ------------------------------------ 2) if (prevChild) { // Update `lastIndex` before `_mountIndex` gets unset by unmounting. lastIndex = Math.max(prevChild._mountIndex, lastIndex); // The `removedNodes` loop below will actually remove the child. } // The child must be instantiated before it"s mounted. updates = enqueue( updates, this._mountChildAtIndex( nextChild, mountImages[nextMountIndex], lastPlacedNode, nextIndex, transaction, context ) ); nextMountIndex++; } nextIndex++; lastPlacedNode = ReactReconciler.getHostNode(nextChild); } ... }, moveChild: function (child, afterNode, toIndex, lastIndex) { // If the index of `child` is less than `lastIndex`, then it needs to // be moved. Otherwise, we do not need to move it because a child will be // inserted or moved before `child`. if (child._mountIndex < lastIndex) { return makeMove(child, afterNode, toIndex); } },
这里要先搞清楚 3 个 index:
nextIndex:遍历 nextChildren 时候的 index,每遍历一个元素加 1
lastIndex:上一次从 prevChildren 中取出来元素时,这个元素在 prevChildren 中的 index
_mountIndex:元素在数组中的位置
下面我们来走一遍流程:
nextChildren 的第一个元素是 B ,在 prevChildren 中的位置是 1(_mountIndex),nextIndex 和 lastIndex 都是 0。节点移动的前提是_mountIndex < lastIndex,因此 B 不需要移动。lastIndex 更新为 _mountIndex 和 lastIndex 中较大的:1 。nextIndex 自增:1;
nextChildren 的第二个元素是 A ,在 prevChildren 中的位置是 0(_mountIndex),nextIndex 和 lastIndex 都是 1。这时_mountIndex < lastIndex,因此将 A 移动到 lastPlacedNode (B)的后面 。lastIndex 更新为 _mountIndex 和 lastIndex 中较大的:1 。nextIndex 自增:2;
nextChildren 的第三个元素是 D ,中 prevChildren 中的位置是 3(_mountIndex),nextIndex 是 2 ,lastIndex 是 1。这时不满足_mountIndex < lastIndex,因此 D 不需要移动。lastIndex 更新为 _mountIndex 和 lastIndex 中较大的:3 。nextIndex 自增:3;
nextChildren 的第四个元素是 C ,中 prevChildren 中的位置是 2(_mountIndex),nextIndex 是 3 ,lastIndex 是 3。这时_mountIndex < lastIndex,因此将 C 移动到 lastPlacedNode (D)的后面。循环结束。
观察整个过程,移动的原则是将原来的元素往右边移,通过 lastIndex 来控制。在 lastIndex 左边的,就往 lastIndex 的右边移动;在 lastIndex 左边的,不需要动。
六、总结本文详细讲解了 Diff 过程中 key 的作用以及复用节点的移动原则,并结合源码做了深入的讨论。到此为止,整个 React 源码解读系列先告一段落了,后会有期。
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