React的簡單實現 (三)更新優化算法diff

接下來主要優化一下組件的更新

從之前文章可以知道,我們組件是通過createElement然后遍歷children屬性,完成整個dom的創建,其實是相當耗費性能的,react之所以能實現高性能,是因為它實現了局部dom的更新,而不是像我們_render方法里面那么簡單粗暴。

function _render(vnode) {

  if (vnode === undefined || vnode === null || typeof vnode === 'boolean') vnode = '';

  if (typeof vnode === 'number') vnode = String(vnode);

  if (typeof vnode === 'string') {
    let textNode = document.createTextNode(vnode);
    return textNode;
  }
  if (typeof vnode.tag === 'function') {

    const component = createComponent(vnode.tag, vnode.attrs);

    setComponentProps(component, vnode.attrs);

    return component.base;
  }

  const dom = document.createElement(vnode.tag);

  if (vnode.attrs) {
    Object.keys(vnode.attrs).forEach(key => {
      const value = vnode.attrs[key];
      setAttribute(dom, key, value);
    });
  }

  vnode.children.forEach(child => render(child, dom));    // 遞歸渲染子節點
  return dom;
}

先定義一個diff的算法,傳入原來通過createElement創建的dom和新的node(JSX解析出來的返還),diff主要通過新的對象與已有的dom對比,決定是否需要創建或者更新dom,如下面:

{"tag":"div","attrs":null,"children":["Text",{"tag":"div","attrs":null,"children":["Count: ",0]},{"tag":"button","attrs":{},"children":["Add"]}]}

diff函數

function diff( dom, vnode, container ) {
    const ret = diffNode( dom, vnode );
    if ( container && ret.parentNode !== container ) {
        container.appendChild( ret );
    }
    return ret;
}

diffNode做同級節點對比,同時遞歸便利字節點

function diffNode( dom, vnode ) {

    let out = dom;

    if ( vnode === undefined || vnode === null || typeof vnode === 'boolean' )         
      {
        vnode = '';
      }
    if ( typeof vnode === 'number' ) vnode = String( vnode );
    // diff text node
    if ( typeof vnode === 'string' ) {
        // 如果當前的DOM就是文本節點,則直接更新內容
        if ( dom && dom.nodeType === 3 ) {    // nodeType: https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/Node/nodeType
            if ( dom.textContent !== vnode ) {
                dom.textContent = vnode;
            }
        // 如果DOM不是文本節點,則新建一個文本節點DOM,并移除掉原來的
        } else {
            out = document.createTextNode( vnode );
            if ( dom && dom.parentNode ) {
                dom.parentNode.replaceChild( out, dom );
            }
        }
        return out;
    }
    if ( typeof vnode.tag === 'function' ) {
        return diffComponent( dom, vnode );
    }
    //
    if ( !dom || !isSameNodeType( dom, vnode ) ) {
        out = document.createElement( vnode.tag );
        if ( dom ) {
            [ ...dom.childNodes ].map( out.appendChild );    // 將原來的子節點移到新節點下
            if ( dom.parentNode ) {
                dom.parentNode.replaceChild( out, dom );    // 移除掉原來的DOM對象
            }
        }
    }

    if ( vnode.children && vnode.children.length > 0 || ( out.childNodes && out.childNodes.length > 0 ) ) {
        diffChildren( out, vnode.children );
    }

    diffAttributes( out, vnode );
    return out;
}

diffChildren相對麻煩,因為要針對key進行優化,具體原因可以參考:https://jdc.jd.com/archives/212685

function diffChildren( dom, vchildren ) {

    const domChildren = dom.childNodes;
    const children = [];

    const keyed = {};

    if ( domChildren.length > 0 ) {
        for ( let i = 0; i < domChildren.length; i++ ) {
            const child = domChildren[ i ];
            const key = child.key;
            if ( key ) {
                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;

            if ( key ) {
                if ( keyed[ key ] ) {
                    child = keyed[ key ];
                    keyed[ key ] = undefined;
                }
            } 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;
                    }
                }
            }
            child = diffNode( child, vchild );
            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 );
                }
            }
        }
    }
}

最后還有diffcomponent的函數,主要是component有unmount的生命周期需要實現。注意一下,vnode返回的的tag就是component的構建函數,這一步是babel幫我們轉換的,加入vnode的tag跟原本_component的constructor不同,可以認為原來的組件已經卸載了

function diffComponent(dom, vnode) {

  let c = dom && dom._component;
  let oldDom = dom;

  // 如果組件類型沒有變化,則重新set props
  if (c && c.constructor === vnode.tag) {
    setComponentProps(c, vnode.attrs);
    dom = c.base;
    // 如果組件類型變化,則移除掉原來組件,并渲染新的組件
  } 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;
}

使用以下代碼進行測試

import React from './react';
// end with react frame work
class Count extends React.Component {
  constructor() {
    super();
    this.state = {
      count: 0,
    }
    setInterval(()=>{
      this.setState({
        count: this.state.count+1,
      })
    }, 1000)
  }
  render() {
    return <div>
      Text
      <div>Count: {this.state.count}</div>
      <button
        onClick={()=>{
          this.setState({
            count: this.state.count+1,
          })
        }}
      >
        Add
      </button>
    </div>;
  }
}

const ReactDOM = {
  render: (vnode, container) => {
    container.innerHTML = '';
    return React.render(vnode, container);
  },
};
const element = <Count name="counter"/>;
console.log(element);
ReactDOM.render(
  element,
  document.getElementById('root'),
);

原本的加載方式,不使用diff,而是每次更新state觸發renderComponent時都是重新創建整個dom,base = _render(renderer),打開chrome可以看到,整個root都是重新掛載的:


image.png

我們把renderComponent里面base = _render(renderer)替換為上面的函數base = diff( component.base, renderer ):

function renderComponent(component) {

  let base;

  const renderer = component.render();

  if (component.base && component.componentWillUpdate) {
    component.componentWillUpdate();
  }
  console.log('component.base');
  console.log(component.base);
  console.log('renderer');
  console.log(JSON.stringify(renderer));
  //base = _render(renderer);
  base = diff(component.base, renderer);
  if (component.base) {
    if (component.componentDidUpdate) component.componentDidUpdate();
  } else if (component.componentDidMount) {
    component.componentDidMount();
  }

  //if (component.base && component.base.parentNode) {
  //  component.base.parentNode.replaceChild(base, component.base);
  //}

  component.base = base;
  base._component = component;

}

打開chrome可以看到接下來,只有text部分是重新更新的。


image.png

diff算法的核心就是同級比較,同index比較,并增加key進行優化,根據每次新的state,決定需要更新的那部分節點,實質上瀏覽器渲染的原理也是類似的。

最后一篇會說一下setState的優化,React中一次同步生命周期中其實setState只進行了一次,目的是減少人為的錯誤導致無效的渲染。
比如有人在onClick里面設置setState({count: this.state.count + 1}),之后在componentWillUpdate里面又使用一次setState({count: this.state.count + 1}),最終只會觸發一次render更新。

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