深入淺析React中diff算法
React中diff算法的理解
diff算法用來計算出Virtual DOM中改變的部分,然后針對該部分進行DOM操作,而不用重新渲染整個頁面,渲染整個DOM結構的過程中開銷是很大的,需要瀏覽器對DOM結構進行重繪與回流,而diff算法能夠使得操作過程中只更新修改的那部分DOM結構而不更新整個DOM,這樣能夠最小化操作DOM結構,能夠最大程度上減少瀏覽器重繪與回流的規(guī)模。
虛擬DOM
diff算法的基礎是Virtual DOM,Virtual DOM是一棵以JavaScript對象作為基礎的樹,在React中通常是通過JSX編譯而成的,每一個節(jié)點稱為VNode,用對象屬性來描述節(jié)點,實際上它是一層對真實DOM的抽象,最終可以通過渲染操作使這棵樹映射到真實環(huán)境上,簡單來說Virtual DOM就是一個Js對象,用以描述整個文檔。
在瀏覽器中構建頁面時需要使用DOM節(jié)點描述整個文檔。
<div class="root" name="root">
<p>1</p>
<div>11</div>
</div>
如果使用Js對象去描述上述的節(jié)點以及文檔,那么便類似于下面的樣子,當然這不是React中用以描述節(jié)點的對象,React中創(chuàng)建一個React元素的相關源碼在react/src/ReactElement.js中,文中的React版本是16.10.2。
{
type: "div",
props: {
className: "root"
name: "root",
children: [{
type: "p",
props: {
children: [{
type: "text",
props: {
text: "1"
}
}]
}
},{
type: "div",
props: {
children: [{
type: "text",
props: {
text: "11"
}
}]
}
}]
}
}
實際上在React16中啟用了全新的架構Fiber,Fiber核心是實現了一個基于優(yōu)先級和requestIdleCallback的循環(huán)任務調度算法,相關問題不在文章中討論,相關的問題大致在于虛擬DOM由樹結構轉變成鏈表結構,原來的VDOM是一顆由上至下的樹,通過深度優(yōu)先遍歷,層層遞歸直下,然而這個深度優(yōu)先遍歷最大的毛病在于不可中斷,因此我們在diff + patch又或者是Mount巨大節(jié)點的時候,會造成較大的卡頓,React16的VDOM不再是一顆由上至下那么簡單的樹,而是鏈表形式的虛擬DOM,鏈表的每一個節(jié)點是Fiber,而不是在16之前的虛擬DOM節(jié)點,每個Fiber節(jié)點記錄著諸多信息,以便走到某個節(jié)點的時候中斷,Fiber的思路是把渲染/更新過程(遞歸diff)拆分成一系列小任務,每次檢查樹上的一小部分,做完看是否還有時間繼續(xù)下一個任務,有的話繼續(xù),沒有的話把自己掛起,主線程不忙的時候再繼續(xù)。Fiber在diff階段,做了如下的操作,實際相當于在15的diff算法階段,做了優(yōu)先級的任務調度控制。
- 把可中斷的工作拆分成小任務。
- 對正在做的工作調整優(yōu)先次序、重做、復用上次(未完成)工作。
diff階段任務調度優(yōu)先級控制。
操作虛擬DOM與操作原生DOM的比較
在這里直接引用了尤大的話(2016-02-08年的回答,此時Vue2.0還未發(fā)布,Vue2.0于2016-10-01左右發(fā)布,Vue2.0才加入虛擬DOM),相關鏈接為https://www.zhihu.com/question/31809713,建議結合鏈接中的問題閱讀,也可以看看問題中比較的示例,另外下面的回答也都非常的精髓。
原生 DOM 操作 vs 通過框架封裝操作
這是一個性能vs可維護性的取舍,框架的意義在于為你掩蓋底層的DOM操作,讓你用更聲明式的方式來描述你的目的,從而讓你的代碼更容易維護,沒有任何框架可以比純手動的優(yōu)化DOM操作更快,因為框架的DOM操作層需要應對任何上層API可能產生的操作,它的實現必須是普適的,針對任何一個benchmark,我都可以寫出比任何框架更快的手動優(yōu)化,但是那有什么意義呢?在構建一個實際應用的時候,你難道為每一個地方都去做手動優(yōu)化嗎?出于可維護性的考慮,這顯然不可能,框架給你的保證是,你在不需要手動優(yōu)化的情況下,我依然可以給你提供過得去的性能。
對 React 的 Virtual DOM 的誤解
React從來沒有說過React比原生操作DOM快,React的基本思維模式是每次有變動就整個重新渲染整個應用,如果沒有Virtual DOM,簡單來想就是直接重置innerHTML,很多人都沒有意識到,在一個大型列表所有數據都變了的情況下,重置innerHTML其實是一個還算合理的操作,真正的問題是在全部重新渲染的思維模式下,即使只有一行數據變了,它也需要重置整個innerHTML,這時候顯然就有大量的浪費。
我們可以比較一下innerHTML vs Virtual DOM的重繪性能消耗:
innerHTML:render html string O(template size)+ 重新創(chuàng)建所有DOM元素O(DOM size)Virtual DOM:render Virtual DOM + diff O(template size)+ 必要的DOM更新O(DOM change)。
Virtual DOM render + diff顯然比渲染html字符串要慢,但是!它依然是純js層面的計算,比起后面的DOM操作來說,依然便宜了太多,可以看到,innerHTML的總計算量不管是js計算還是DOM操作都是和整個界面的大小相關,但Virtual DOM的計算量里面,只有js計算和界面大小相關,DOM操作是和數據的變動量相關的,前面說了,和DOM操作比起來,js計算是極其便宜的,這才是為什么要有Virtual DOM:它保證了 1)不管你的數據變化多少,每次重繪的性能都可以接受; 2)你依然可以用類似innerHTML的思路去寫你的應用。
MVVM vs Virtual DOM
相比起React,其他MVVM系框架比如Angular, Knockout以及Vue、Avalon采用的都是數據綁定:通過Directive/Binding對象,觀察數據變化并保留對實際DOM元素的引用,當有數據變化時進行對應的操作,MVVM的變化檢查是數據層面的,而React的檢查是DOM結構層面的,MVVM的性能也根據變動檢測的實現原理有所不同: Angular的臟檢查使得任何變動都有固定的O(watcher count)的代價; Knockout/Vue/Avalon都采用了依賴收集,在js和DOM層面都是O(change):
- 臟檢查:
scope digest O(watcher count)+ 必要DOM更新O(DOM change)。 - 依賴收集:重新收集依賴
O(data change)+ 必要DOM更新O(DOM change)。
可以看到,Angular最不效率的地方在于任何小變動都有的和watcher數量相關的性能代價,但是!當所有數據都變了的時候,Angular其實并不吃虧,依賴收集在初始化和數據變化的時候都需要重新收集依賴,這個代價在小量更新的時候幾乎可以忽略,但在數據量龐大的時候也會產生一定的消耗。
MVVM渲染列表的時候,由于每一行都有自己的數據作用域,所以通常都是每一行有一個對應的ViewModel實例,或者是一個稍微輕量一些的利用原型繼承的scope對象,但也有一定的代價,所以MVVM列表渲染的初始化幾乎一定比React慢,因為創(chuàng)建ViewModel / scope實例比起Virtual DOM來說要昂貴很多,這里所有MVVM實現的一個共同問題就是在列表渲染的數據源變動時,尤其是當數據是全新的對象時,如何有效地復用已經創(chuàng)建的ViewModel實例和DOM元素,假如沒有任何復用方面的優(yōu)化,由于數據是全新的,MVVM實際上需要銷毀之前的所有實例,重新創(chuàng)建所有實例,最后再進行一次渲染!這就是為什么題目里鏈接的angular/knockout實現都相對比較慢,相比之下,React的變動檢查由于是DOM結構層面的,即使是全新的數據,只要最后渲染結果沒變,那么就不需要做無用功。
順道說一句,React渲染列表的時候也需要提供key這個特殊prop,本質上和track-by是一回事。
性能比較也要看場合
在比較性能的時候,要分清楚初始渲染、小量數據更新、大量數據更新這些不同的場合,Virtual DOM、臟檢查MVVM、數據收集MVVM在不同場合各有不同的表現和不同的優(yōu)化需求,Virtual DOM為了提升小量數據更新時的性能,也需要針對性的優(yōu)化,比如shouldComponentUpdate或是immutable data。
- 初始渲染:
Virtual DOM> 臟檢查 >= 依賴收集。 - 小量數據更新:依賴收集 >>
Virtual DOM+ 優(yōu)化 > 臟檢查(無法優(yōu)化) >Virtual DOM無優(yōu)化。 - 大量數據更新:臟檢查 + 優(yōu)化 >= 依賴收集 + 優(yōu)化 >
Virtual DOM(無法/無需優(yōu)化) >>MVVM無優(yōu)化。
不要天真地以為Virtual DOM就是快,diff不是免費的,batching么MVVM也能做,而且最終patch的時候還不是要用原生API,在我看來Virtual DOM真正的價值從來都不是性能,而是它 1)為函數式的UI編程方式打開了大門; 2)可以渲染到DOM以外的backend,比如ReactNative。
總結
以上這些比較,更多的是對于框架開發(fā)研究者提供一些參考,主流的框架+合理的優(yōu)化,足以應對絕大部分應用的性能需求,如果是對性能有極致需求的特殊情況,其實應該犧牲一些可維護性采取手動優(yōu)化:比如Atom編輯器在文件渲染的實現上放棄了React而采用了自己實現的tile-based rendering; 又比如在移動端需要DOM-pooling的虛擬滾動,不需要考慮順序變化,可以繞過框架的內置實現自己搞一個。
diff算法
React在內存中維護一顆虛擬DOM樹,當數據發(fā)生改變時(state & props),會自動的更新虛擬DOM,獲得一個新的虛擬DOM樹,然后通過Diff算法,比較新舊虛擬DOM樹,找出最小的有變化的部分,將這個變化的部分Patch加入隊列,最終批量的更新這些Patch到實際的DOM中。
時間復雜度
首先進行一次完整的diff需要O(n^3)的時間復雜度,這是一個最小編輯距離的問題,在比較字符串的最小編輯距離時使用動態(tài)規(guī)劃的方案需要的時間復雜度是O(mn),但是對于DOM來說是一個樹形結構,而樹形結構的最小編輯距離問題的時間復雜度在30多年的演進中從O(m^3n^3)演進到了O(n^3),關于這個問題如果有興趣的話可以研究一下論文https://grfia.dlsi.ua.es/ml/algorithms/references/editsurvey_bille.pdf。
對于原本想要提高效率而引入的diff算法使用O(n^3)的時間復雜度顯然是不太合適的,如果有1000個節(jié)點元素將需要進行十億次比較,這是一個昂貴的算法,所以必須有一些妥協(xié)來加快速度,對比較通過一些策略進行簡化,將時間復雜度縮小到O(n),雖然并不是最小編輯距離,但是作為編輯距離與時間性能的綜合考量是一個比較好的解決方案,是一種比較好的折中方案。
diff策略
上邊提到的O(n)時間復雜度是通過一定策略進行的,React文檔中提到了兩個假設:
- 兩個不同類型的元素將產生不同的樹。
- 通過渲染器附帶
key屬性,開發(fā)者可以示意哪些子元素可能是穩(wěn)定的。
通俗點說就是:
- 只進行統(tǒng)一層級的比較,如果跨層級的移動則視為創(chuàng)建和刪除操作。
- 如果是不同類型的元素,則認為是創(chuàng)建了新的元素,而不會遞歸比較他們的孩子。
- 如果是列表元素等比較相似的內容,可以通過
key來唯一確定是移動還是創(chuàng)建或刪除操作。
比較后會出現幾種情況,然后進行相應的操作:
- 此節(jié)點被添加或移除
->添加或移除新的節(jié)點。 - 屬性被改變
->舊屬性改為新屬性。 - 文本內容被改變
->舊內容改為新內容。 - 節(jié)點
tag或key是否改變->改變則移除后創(chuàng)建新元素。
分析
在分析時會簡單引用一下在React的源碼,起輔助作用的代碼,實際源碼是很復雜的,引用的是一部分片段幫助理解,本文的源碼TAG為16.10.2。
關于if (__DEV__){...}相關代碼實際上是為更好的開發(fā)者體驗而編寫的,React中的友好的報錯,render性能測試等等代碼都是寫在if (__DEV__)中的,在production build的時候,這些代碼不會被打包,因此我們可以毫無顧慮的提供專為開發(fā)者服務的代碼,React的最佳實踐之一就是在開發(fā)時使用development build,在生產環(huán)境使用production build,所以我們實際上可以先跳過這部分代碼,專注于理解較為核心的部分。
我們分析diff算法是從reconcileChildren開始的,之前從 setState -> enqueueSetState(UpdateQueue) -> scheduleUpdate -> performWork -> workLoop -> beginWork -> finishClassComponent -> reconcileChildren相關的部分就不過多介紹了,需要注意的是beginWork會將一個一個的Fiber來進行diff,期間是可中斷的,因為每次執(zhí)行下一個Fiber的比對時,都會先判斷這一幀剩余的時間是否充足,鏈表的每一個節(jié)點是Fiber,而不是在16之前的虛擬DOM節(jié)點,每一個Fiber都有React16的diff策略采用從鏈表頭部開始比較的算法,是鏈式的深度優(yōu)先遍歷,即已經從樹形結構變成了鏈表結構,實際相當于在15的diff算法階段,做了優(yōu)先級的任務調度控制。此外,每個Fiber都會有一個child、sibling、return三大屬性作為鏈接樹前后的指針;child作為模擬樹結構的結構指針;effectTag一個很有意思的標記,用于記錄effect的類型,effect指的就是對DOM操作的方式,比如修改,刪除等操作,用于到后面進行commit(類似數據庫);firstEffect、lastEffect等玩意是用來保存中斷前后effect的狀態(tài),用戶中斷后恢復之前的操作以及tag用于標記。
reconcileChildren實現的就是江湖上廣為流傳的Virtul DOM diff,其實際上只是一個入口函數,如果首次渲染,current空null,就通過mountChildFibers創(chuàng)建子節(jié)點的Fiber實例,如果不是首次渲染,就調用reconcileChildFibers去做diff,然后得出effect list。
// react-reconciler/src/ReactChildFiber.js line 1246
export function reconcileChildren(
current: Fiber | null,
workInProgress: Fiber,
nextChildren: any,
renderExpirationTime: ExpirationTime,
) {
if (current === null) { // 首次渲染 創(chuàng)建子節(jié)點的`Fiber`實例
workInProgress.child = mountChildFibers(
workInProgress,
null,
nextChildren,
renderExpirationTime,
);
} else { // 否則調用`reconcileChildFibers`去做`diff`
workInProgress.child = reconcileChildFibers(
workInProgress,
current.child,
nextChildren,
renderExpirationTime,
);
}
}
對比一下mountChildFibers和reconcileChildFibers有什么區(qū)別,可以看出他們都是通過ChildReconciler工廠函數來的,只是傳遞的參數不同而已,這個參數叫shouldTrackSideEffects,他的作用是判斷是否要增加一些effectTag,主要是用來優(yōu)化初次渲染的,因為初次渲染沒有更新操作。ChildReconciler是一個超級長的工廠(包裝)函數,內部有很多helper函數,最終返回的函數叫reconcileChildFibers,這個函數實現了對子fiber節(jié)點的reconciliation。
// react-reconciler/src/ReactChildFiber.js line 1370
export const reconcileChildFibers = ChildReconciler(true);
export const mountChildFibers = ChildReconciler(false);
function ChildReconciler(shouldTrackSideEffects) {
// ...
function deleteChild(){
// ...
}
function useFiber(){
// ...
}
function placeChild(){
// ...
}
function placeSingleChild(){
// ...
}
function updateTextNode(){
// ...
}
function updateElement(){
// ...
}
function updatePortal(){
// ...
}
function updateFragment(){
// ...
}
function createChild(){
// ...
}
function updateSlot(){
// ...
}
function updateFromMap(){
// ...
}
function warnOnInvalidKey(){
// ...
}
function reconcileChildrenArray(){
// ...
}
function reconcileChildrenIterator(){
// ...
}
function reconcileSingleTextNode(){
// ...
}
function reconcileSingleElement(){
// ...
}
function reconcileSinglePortal(){
// ...
}
function reconcileChildFibers(){
// ...
}
return reconcileChildFibers;
}
reconcileChildFibers就是diff部分的主體代碼,相關操作都在ChildReconciler函數中,在這個函數中相關參數,returnFiber是即將diff的這層的父節(jié)點,currentFirstChild是當前層的第一個Fiber節(jié)點,newChild是即將更新的vdom節(jié)點(可能是TextNode、可能是ReactElement,可能是數組),不是Fiber節(jié)點。expirationTime是過期時間,這個參數是跟調度有關系的,跟diff沒有太大關系,另外需要注意的是,reconcileChildFibers 是reconcile(diff)的一層結構。
首先看TextNode的diff,他是最簡單的,對于diff TextNode會有兩種情況:
currentFirstNode是TextNode。currentFirstNode不是TextNode。
分兩種情況原因就是為了復用節(jié)點,第一種情況,xxx是一個TextNode,那么就代表這這個節(jié)點可以復用,有復用的節(jié)點,對性能優(yōu)化很有幫助,既然新的child只有一個TextNode,那么復用節(jié)點之后,就把剩下的aaa節(jié)點就可以刪掉了,那么div的child就可以添加到workInProgress中去了。useFiber就是復用節(jié)點的方法,deleteRemainingChildren就是刪除剩余節(jié)點的方法,這里是從currentFirstChild.sibling開始刪除的。
if (currentFirstChild !== null && currentFirstChild.tag === HostText) {
// We already have an existing node so let's just update it and delete
// the rest.
deleteRemainingChildren(returnFiber, currentFirstChild.sibling); // 刪除兄弟
const existing = useFiber(currentFirstChild, textContent, expirationTime);
existing.return = returnFiber;
return existing; // 復用
}
第二種情況,xxx不是一個TextNode,那么就代表這個節(jié)點不能復用,所以就從currentFirstChild開始刪掉剩余的節(jié)點,其中createFiberFromText就是根據textContent來創(chuàng)建節(jié)點的方法,此外刪除節(jié)點不會真的從鏈表里面把節(jié)點刪除,只是打一個delete的tag,當commit的時候才會真正的去刪除。
// The existing first child is not a text node so we need to create one // and delete the existing ones. // 創(chuàng)建新的Fiber節(jié)點,將舊的節(jié)點和舊節(jié)點的兄弟都刪除 deleteRemainingChildren(returnFiber, currentFirstChild); const created = createFiberFromText( textContent, returnFiber.mode, expirationTime, );
接下來是React Element的diff,此時我們處理的是該節(jié)點的父節(jié)點只有此節(jié)點一個節(jié)點的情況,與上面TextNode的diff類似,他們的思路是一致的,先找有沒有可以復用的節(jié)點,如果沒有就另外創(chuàng)建一個。此時會用到上邊的兩個假設用以判斷節(jié)點是否可以復用,即key是否相同,節(jié)點類型是否相同,如果以上相同,則可以認為這個節(jié)點只是變化了內容,不需要創(chuàng)建新的節(jié)點,可以復用的。如果節(jié)點的類型不相同,就將節(jié)點從當前節(jié)點開始把剩余的都刪除。在查找可復用節(jié)點的時候,其并不是只專注于第一個節(jié)點是否可復用,而是繼續(xù)在該層中循環(huán)找到一個可以復用的節(jié)點,最頂層的while以及底部的child = child.sibling;是為了繼續(xù)從子節(jié)點中找到一個key與tag相同的可復用節(jié)點,另外刪除節(jié)點不會真的從鏈表里面把節(jié)點刪除,只是打一個delete的tag,當commit的時候才會真正的去刪除。
// react-reconciler/src/ReactChildFiber.js line 1132
const key = element.key;
let child = currentFirstChild;
while (child !== null) {
// TODO: If key === null and child.key === null, then this only applies to
// the first item in the list.
if (child.key === key) {
if (
child.tag === Fragment
? element.type === REACT_FRAGMENT_TYPE
: child.elementType === element.type ||
// Keep this check inline so it only runs on the false path:
(__DEV__
? isCompatibleFamilyForHotReloading(child, element)
: false)
) {
deleteRemainingChildren(returnFiber, child.sibling); // 因為當前節(jié)點是只有一個節(jié)點,而老的如果是有兄弟節(jié)點是要刪除的,是多余的
const existing = useFiber(
child,
element.type === REACT_FRAGMENT_TYPE
? element.props.children
: element.props,
expirationTime,
);
existing.ref = coerceRef(returnFiber, child, element);
existing.return = returnFiber;
// ...
return existing;
} else {
deleteRemainingChildren(returnFiber, child);
break;
}
} else {
deleteChild(returnFiber, child); // 從child開始delete
}
child = child.sibling; // 繼續(xù)從子節(jié)點中找到一個可復用的節(jié)點
}
接下來就是沒有找到可以復用的節(jié)點因而去創(chuàng)建節(jié)點了,對于Fragment節(jié)點和一般的Element節(jié)點創(chuàng)建的方式不同,因為Fragment本來就是一個無意義的節(jié)點,他真正需要創(chuàng)建Fiber的是它的children,而不是它自己,所以createFiberFromFragment傳遞的不是element,而是element.props.children。
// react-reconciler/src/ReactChildFiber.js line 1178
if (element.type === REACT_FRAGMENT_TYPE) {
const created = createFiberFromFragment(
element.props.children,
returnFiber.mode,
expirationTime,
element.key,
);
created.return = returnFiber;
return created;
} else {
const created = createFiberFromElement(
element,
returnFiber.mode,
expirationTime,
);
created.ref = coerceRef(returnFiber, currentFirstChild, element);
created.return = returnFiber;
return created;
}
diff Array算是diff中最復雜的一部分了,做了很多的優(yōu)化,因為Fiber樹是單鏈表結構,沒有子節(jié)點數組這樣的數據結構,也就沒有可以供兩端同時比較的尾部游標,所以React的這個算法是一個簡化的雙端比較法,只從頭部開始比較,在Vue2.0中的diff算法在patch時則是直接使用的雙端比較法實現的。
首先考慮相同位置進行對比,這個是比較容易想到的一種方式,即在做diff的時候就可以從新舊的數組中按照索引一一對比,如果可以復用,就把這個節(jié)點從老的鏈表里面刪除,不能復用的話再進行其他的復用策略。此時的newChildren數組是一個VDOM數組,所以在這里使用updateSlot包裝成newFiber。
// react-reconciler/src/ReactChildFiber.js line 756
function reconcileChildrenArray(
returnFiber: Fiber,
currentFirstChild: Fiber | null,
newChildren: Array<*>,
expirationTime: ExpirationTime,
): Fiber | null {
// 機翻注釋
// 這個算法不能通過兩端搜索來優(yōu)化,因為我們在光纖上沒有反向指針。我想看看我們能用這個模型走多遠。如果最終不值得權衡,我們可以稍后再添加。
// 即使是雙端優(yōu)化,我們也希望在很少有變化的情況下進行優(yōu)化,并強制進行比較,而不是去尋找地圖。它想探索在前進模式下首先到達那條路徑,并且只有當我們注意到我們需要很多向前看的時候才去地圖。這不能處理反轉以及兩個結束的搜索,但這是不尋常的。此外,要使兩端優(yōu)化在Iterables上工作,我們需要復制整個集合。
// 在第一次迭代中,我們只需在每次插入/移動時都碰到壞情況(將所有內容添加到映射中)。
// 如果更改此代碼,還需要更新reconcileChildrenIterator(),它使用相同的算法。
let oldFiber = currentFirstChild;
let lastPlacedIndex = 0;
let newIdx = 0;
let nextOldFiber = null;
// 第一個for循環(huán),按照index一一對比,當新老節(jié)點不一致時退出循環(huán)并且記錄退出時的節(jié)點及oldFiber節(jié)點
for (; oldFiber !== null && newIdx < newChildren.length; newIdx++) {
if (oldFiber.index > newIdx) { // 位置不匹配
nextOldFiber = oldFiber; // 下一個即將對比的舊節(jié)點
oldFiber = null; // 如果newFiber也為null(不能復用)就退出當前一一對比的for循環(huán)
} else {
nextOldFiber = oldFiber.sibling; //正常的情況下 為了下輪循環(huán),拿到兄弟節(jié)點下面賦值給oldFiber
}
// //如果節(jié)點可以復用(key值匹配),就更新并且返回新節(jié)點,否則返回為null,代表節(jié)點不可以復用
const newFiber = updateSlot( // 判斷是否可以復用節(jié)點
returnFiber,
oldFiber,
newChildren[newIdx],
expirationTime,
);
// 節(jié)點無法復用 跳出循環(huán)
if (newFiber === null) {
// TODO: This breaks on empty slots like null children. That's
// unfortunate because it triggers the slow path all the time. We need
// a better way to communicate whether this was a miss or null,
// boolean, undefined, etc.
if (oldFiber === null) {
oldFiber = nextOldFiber; // 記錄不可以復用的節(jié)點并且退出對比
}
break; // 退出循環(huán)
}
if (shouldTrackSideEffects) {
// 沒有復用已經存在的節(jié)點,就刪除掉已經存在的節(jié)點
if (oldFiber && newFiber.alternate === null) {
// We matched the slot, but we didn't reuse the existing fiber, so we
// need to delete the existing child.
deleteChild(returnFiber, oldFiber);
}
}
// 本次遍歷會給新增的節(jié)點打 插入的標記
lastPlacedIndex = placeChild(newFiber, lastPlacedIndex, newIdx);
if (previousNewFiber === null) {
// TODO: Move out of the loop. This only happens for the first run.
resultingFirstChild = newFiber;
} else {
// TODO: Defer siblings if we're not at the right index for this slot.
// I.e. if we had null values before, then we want to defer this
// for each null value. However, we also don't want to call updateSlot
// with the previous one.
previousNewFiber.sibling = newFiber;
}
previousNewFiber = newFiber;
oldFiber = nextOldFiber; // 重新給 oldFiber 賦值繼續(xù)遍歷
}
在updateSlot方法中定義了判斷是否可以復用,對于文本節(jié)點,如果key不為null,那么就代表老節(jié)點不是TextNode,而新節(jié)點又是TextNode,所以返回null,不能復用,反之則可以復用,調用updateTextNode方法,注意updateTextNode里面包含了首次渲染的時候的邏輯,首次渲染的時候回插入一個TextNode,而不是復用。
// react-reconciler/src/ReactChildFiber.js line 544
function updateSlot(
returnFiber: Fiber,
oldFiber: Fiber | null,
newChild: any,
expirationTime: ExpirationTime,
): Fiber | null {
// Update the fiber if the keys match, otherwise return null.
const key = oldFiber !== null ? oldFiber.key : null;
if (typeof newChild === 'string' || typeof newChild === 'number') {
// 對于新的節(jié)點如果是 string 或者 number,那么都是沒有 key 的,
// 所有如果老的節(jié)點有 key 的話,就不能復用,直接返回 null。
// 老的節(jié)點 key 為 null 的話,代表老的節(jié)點是文本節(jié)點,就可以復用
if (key !== null) {
return null;
}
return updateTextNode(
returnFiber,
oldFiber,
'' + newChild,
expirationTime,
);
}
// ...
return null;
}
newChild是Object的時候基本上與ReactElement的diff類似,只是沒有while了,判斷key和元素的類型是否相等來判斷是否可以復用。首先判斷是否是對象,用的是typeof newChild === object&&newChild!== null,注意要加!== null,因為typeof null也是object,然后通過$$typeof判斷是REACT_ELEMENT_TYPE還是REACT_PORTAL_TYPE,分別調用不同的復用邏輯,然后由于數組也是Object,所以這個if里面也有數組的復用邏輯。
// react-reconciler/src/ReactChildFiber.js line 569
if (typeof newChild === 'object' && newChild !== null) {
switch (newChild.$$typeof) {
case REACT_ELEMENT_TYPE: { // ReactElement
if (newChild.key === key) {
if (newChild.type === REACT_FRAGMENT_TYPE) {
return updateFragment(
returnFiber,
oldFiber,
newChild.props.children,
expirationTime,
key,
);
}
return updateElement(
returnFiber,
oldFiber,
newChild,
expirationTime,
);
} else {
return null;
}
}
case REACT_PORTAL_TYPE: {
// 調用 updatePortal
// ...
}
}
if (isArray(newChild) || getIteratorFn(newChild)) {
if (key !== null) {
return null;
}
return updateFragment(
returnFiber,
oldFiber,
newChild,
expirationTime,
null,
);
}
}
讓我們回到最初的遍歷,當我們遍歷完成了之后,就會有兩種情況,即老節(jié)點已經遍歷完畢,或者新節(jié)點已經遍歷完畢,如果此時我們新節(jié)點已經遍歷完畢,也就是沒有要更新的了,這種情況一般就是從原來的數組里面刪除了元素,那么直接把剩下的老節(jié)點刪除了就行了。如果老的節(jié)點在第一次循環(huán)的時候就被復用完了,新的節(jié)點還有,很有可能就是新增了節(jié)點的情況,那么這個時候只需要根據把剩余新的節(jié)點直接創(chuàng)建Fiber就行了。
// react-reconciler/src/ReactChildFiber.js line 839
// 新節(jié)點已經更新完成,刪除多余的老節(jié)點
if (newIdx === newChildren.length) {
// We've reached the end of the new children. We can delete the rest.
deleteRemainingChildren(returnFiber, oldFiber);
return resultingFirstChild;
}
// 新節(jié)點已經更新完成,刪除多余的老節(jié)點
if (oldFiber === null) {
// If we don't have any more existing children we can choose a fast path
// since the rest will all be insertions.
for (; newIdx < newChildren.length; newIdx++) {
const newFiber = createChild(
returnFiber,
newChildren[newIdx],
expirationTime,
);
if (newFiber === null) {
continue;
}
lastPlacedIndex = placeChild(newFiber, lastPlacedIndex, newIdx);
if (previousNewFiber === null) {
// TODO: Move out of the loop. This only happens for the first run.
resultingFirstChild = newFiber;
} else {
previousNewFiber.sibling = newFiber;
}
previousNewFiber = newFiber;
}
return resultingFirstChild;
}
接下來考慮移動的情況如何進行節(jié)點復用,即如果老的數組和新的數組里面都有這個元素,而且位置不相同這種情況下的復用,React把所有老數組元素按key或者是index放Map里,然后遍歷新數組,根據新數組的key或者index快速找到老數組里面是否有可復用的,元素有key就Map的鍵就存key,沒有key就存index。
// react-reconciler/src/ReactChildFiber.js line 872
// Add all children to a key map for quick lookups.
// 從oldFiber開始將已經存在的節(jié)點的key或者index添加到map結構中
const existingChildren = mapRemainingChildren(returnFiber, oldFiber);
// Keep scanning and use the map to restore deleted items as moves.
// 剩余沒有對比的新節(jié)點,到舊節(jié)點的map中通過key或者index一一對比查看是否可以復用。
for (; newIdx < newChildren.length; newIdx++) {
// 主要查看新舊節(jié)點的key或者index是否有相同的,然后再查看是否可以復用。
const newFiber = updateFromMap(
existingChildren,
returnFiber,
newIdx,
newChildren[newIdx],
expirationTime,
);
if (newFiber !== null) {
if (shouldTrackSideEffects) {
if (newFiber.alternate !== null) {
// The new fiber is a work in progress, but if there exists a
// current, that means that we reused the fiber. We need to delete
// it from the child list so that we don't add it to the deletion
// list.
existingChildren.delete( // 在map中刪除掉已經復用的節(jié)點的key或者index
newFiber.key === null ? newIdx : newFiber.key,
);
}
}
lastPlacedIndex = placeChild(newFiber, lastPlacedIndex, newIdx);
// 添加newFiber到更新過的newFiber結構中。
if (previousNewFiber === null) {
resultingFirstChild = newFiber;
} else {
previousNewFiber.sibling = newFiber;
}
previousNewFiber = newFiber;
}
}
// react-reconciler/src/ReactChildFiber.js line 299
// 將舊節(jié)點的key或者index,舊節(jié)點保存到map結構中,方便通過key或者index獲取
function mapRemainingChildren(
returnFiber: Fiber,
currentFirstChild: Fiber,
): Map<string | number, Fiber> {
// Add the remaining children to a temporary map so that we can find them by
// keys quickly. Implicit (null) keys get added to this set with their index
// instead.
const existingChildren: Map<string | number, Fiber> = new Map();
let existingChild = currentFirstChild;
while (existingChild !== null) {
if (existingChild.key !== null) {
existingChildren.set(existingChild.key, existingChild);
} else {
existingChildren.set(existingChild.index, existingChild);
}
existingChild = existingChild.sibling;
}
return existingChildren;
}
至此新數組遍歷完畢,也就是同一層的diff過程完畢,我們可以把整個過程分為三個階段:
- 第一遍歷新數組,新老數組相同
index進行對比,通過updateSlot方法找到可以復用的節(jié)點,直到找到不可以復用的節(jié)點就退出循環(huán)。 - 第一遍歷完之后,刪除剩余的老節(jié)點,追加剩余的新節(jié)點的過程,如果是新節(jié)點已遍歷完成,就將剩余的老節(jié)點批量刪除
;如果是老節(jié)點遍歷完成仍有新節(jié)點剩余,則將新節(jié)點直接插入。 - 把所有老數組元素按
key或index放Map里,然后遍歷新數組,插入老數組的元素,這是移動的情況。
每日一題
https://github.com/WindrunnerMax/EveryDay
參考
https://zhuanlan.zhihu.com/p/89363990
https://zhuanlan.zhihu.com/p/137251397
https://github.com/sisterAn/blog/issues/22
https://github.com/hujiulong/blog/issues/6
https://juejin.cn/post/6844904165026562056
https://www.cnblogs.com/forcheng/p/13246874.html
https://zh-hans.reactjs.org/docs/reconciliation.html
https://zxc0328.github.io/2017/09/28/react-16-source/
https://blog.csdn.net/halations/article/details/109284050
https://blog.csdn.net/susuzhe123/article/details/107890118
https://github.com/Advanced-Frontend/Daily-Interview-Question/issues/47
https://github.com/jianjiachenghub/react-deeplearn/blob/master/%E5%AD%A6%E4%B9%A0%E7%AC%94%E8%AE%B0/React16%E6%BA%90%E7%A0%81%E8%A7%A3%E6%9E%906-Fiber%E9%93%BE%E5%BC%8Fdiff%E7%AE%97%E6%B3%95.md
以上就是深入淺析React中diff算法的詳細內容,更多關于React中diff算法的資料請關注腳本之家其它相關文章!
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