王少飞

2016-08-01 01:22

react diff 原理

本文作者:IMWeb 王少飞 原文出处:IMWeb社区 未经同意,禁止转载

React diff 作为Virtual DOM的加速器,其算法上的改进优化是 React 整个界面渲染的基础,以及性能提高的保障,同时也是 React 源码中最神秘、最不可思议的部分,本文将剖析 React diff 的不可思议之处。

React 中最值得称道的部分莫过于 Virtual DOM 与 diff 的完美结合,特别是其高效的 diff 算法,让用户可以无需顾忌性能问题而”任性自由”的刷新页面,让开发者也可以无需关心 Virtual DOM 背后的运作原理,因为 React diff 会帮助我们计算出 Virtual DOM 中真正变化的部分,并只针对该部分进行实际 DOM 操作,而非重新渲染整个页面,从而保证了每次操作更新后页面的高效渲染,因此 Virtual DOM 与 diff 是保证 React 性能口碑的幕后推手。

diff 策略

1 Web UI 中 DOM 节点跨层级的移动操作特别少,可以忽略不计。
2 拥有相同类的两个组件将会生成相似的树形结构,拥有不同类的两个组件将会生成不同的树形结构。
3 对于同一层级的一组子节点,它们可以通过唯一 id 进行区分。

以上三个策略,React 分别对 tree diff、component diff 以及 element diff 进行算法优化,事实也证明这三个前提策略是合理且准确的,它保证了整体界面构建的性能。

tree diff

基于策略一,React 对树的算法进行了简洁明了的优化,即对树进行分层比较,两棵树只会对同一层次的节点进行比较。

既然 DOM 节点跨层级的移动操作少到可以忽略不计,针对这一现象,React 通过 updateDepth 对 Virtual DOM 树进行层级控制,只会对相同颜色方框内的 DOM 节点进行比较,即同一个父节点下的所有子节点。当发现节点已经不存在,则该节点及其子节点会被完全删除掉,不会用于进一步的比较。这样只需要对树进行一次遍历,便能完成整个 DOM 树的比较。

如果出现dom节点跨层级的移动操作,因为该节点已经不在原来的dom树层, 所以会直接删除该节点,在移动后的dom层重建该节点, 可见这种操作的性能代价非常大,所以不推荐这样做。 可以通过css样式控制节点的隐藏和显示来代替节点跨层级移动的操作。

component diff

React 是基于组件构建应用的,对于组件间的比较所采取的策略也是简洁高效。

如果是同一类型的组件,按照原策略继续比较 virtual DOM tree。

如果不是,则将该组件判断为 dirty component,从而替换整个组件下的所有子节点。

对于同一类型的组件,有可能其 Virtual DOM 没有任何变化,如果能够确切的知道这点那可以节省大量的 diff 运算时间,因此 React 允许用户通过 shouldComponentUpdate() 来判断该组件是否需要进行 diff。

如下图,当 component D 改变为 component G 时,即使这两个 component 结构相似,一旦 React 判断 D 和 G 是不同类型的组件,就不会比较二者的结构,而是直接删除 component D,重新创建 component G 以及其子节点。虽然当两个 component 是不同类型但结构相似时,React diff 会影响性能,但正如 React 官方博客所言:不同类型的 component 是很少存在相似 DOM tree 的机会,因此这种极端因素很难在实现开发过程中造成重大影响的。

element diff

当节点处于同一层级时,React diff 提供了三种节点操作,分别为:INSERT_MARKUP(插入)、MOVE_EXISTING(移动)和 REMOVE_NODE(删除)。

  • INSERT_MARKUP,新的 component 类型不在老集合里, 即是全新的节点,需要对新节点执行插入操作。
  • MOVE_EXISTING,在老集合有新 component 类型,且 element 是可更新的类型,generateComponentChildren 已调用 receiveComponent,这种情况下 prevChild=nextChild,就需要做移动操作,可以复用以前的 DOM 节点。
  • REMOVE_NODE,老 component 类型,在新集合里也有,但对应的 element 不同则不能直接复用和更新,需要执行删除操作,或者老 component 不在新集合里的,也需要执行删除操作。

开发者对同一层级的子节点,可以添加唯一索引进行区分,这样在diff时,涉及到只是位置变化的,可以只移动元素,避免删除创建等重复的操作。


参考资料

https://zhuanlan.zhihu.com/p/20346379

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