React Diff原理深入分析

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在瞭解Diff前，先看下React的虛擬DOM的結構

這是html結構

<div id="father">
  <p class="child">I am child p</p>
  <div class="child">I am child div</div>
</div>

這是React渲染html時的js代碼   自己可以在babel上試試

React.createElement("div", {id: "father"}, 
    React.createElement("p", {class: "child"}, "I am child p"),             
    React.createElement("div", {class: "child"}, "I am child div")
);

由此可以看出這是一個樹結構

React在調用render方法時會創建一顆樹（簡稱pre），在下一次調用render方法時會返回一顆不同的樹（簡稱cur）。React就會比較pre和cur這兩棵樹之間的差別來判斷如何高效的更新UI，保證當前UI與最新的樹cur保持同步。

為瞭高效更新UI，React在以下兩個假設的基礎上提出瞭一套O(n)的啟發算法：

1.兩個不同類型的元素會產生出不同的樹；

2.開發者可以通過設置 key 屬性，來告知渲染哪些子元素在不同的渲染下可以保存不變；

Diffing 算法

逐層比較

在對比兩棵樹時，React是逐層進行比較的，隻會對相同顏色框內的DOM節點進行比較。

首先比較兩棵樹的根節點，不同類型的根節點會有不同的形態。當根節點為不同類型的元素時，React 會拆卸原有的樹並且建立起新的樹。舉個例子，當一個元素從 <a> 變成 <img>，從 <Article> 變成 <Comment>，或從 <Button> 變成 <div> 都會觸發一個完整的重建流程。

//before
<div>
    <App/>
</div>
//after
<p>
    <App/>
</p>

React會銷毀App組件（該組件的子組件也全都銷毀），並且重新創建一個新的App組件（也包括App的子組件）。

如下的DOM結構轉換：

React隻會簡單的考慮同層節點的位置變換，對於不同層的節點，隻有簡單的創建和刪除。當根節點發現子節點中A不見瞭，就會直接銷毀A；而當D發現自己多瞭一個子節點A，則會創建一個新的A作為子節點。因此對於這種結構的轉變的實際操作是：

A.destroy();
A = new A();
A.append(new B());
A.append(new C());
D.append(A);

雖然看上去這樣的算法有些“簡陋”，但是其基於的是第一個假設：兩個不同類型的元素會產生出不同的樹。根據React官方文檔，這一假設至今為止沒有導致嚴重的性能問題。這當然也給我們一個提示，在實現自己的組件時，保持穩定的DOM結構會有助於性能的提升。例如，我們有時可以通過CSS隱藏或顯示某些節點，而不是真的移除或添加DOM節點。

對比同類型的組件元素

當一個組件更新時，組件實例會保持不變，但是state或props中數據的變化會調用render從而改變該組件中的子元素進行更新。 

對比同一類型的元素

當對比兩個相同類型的 React 元素時，React 會保留 DOM 節點，僅比對及更新有改變的屬性。

<div className="before" title="stuff" />

<div className="after" title="stuff" />

React將div的className由before修改為after（類似於React中更新state的合並操作）。

對子節點進行遞歸

默認情況下（逐層比較），當遞歸 DOM 節點的子元素時，React 會同時遍歷兩個子元素的列表；當產生差異時，生成一個 mutation（突變）。

所以在列表末尾新增元素時，更新開銷比較小。例如：

<ul>
  <li>first</li>
  <li>second</li>
</ul>

<ul>
  <li>first</li>
  <li>second</li>
  <li>third</li>
</ul>

React 會先匹配兩個 <li>first</li> 對應的樹，然後匹配第二個元素 <li>second</li> 對應的樹，最後插入第三個元素的 <li>third</li> 樹。

如果隻是簡單的將新增元素插入到表頭，那麼更新開銷會比較大。比如：

<ul>
  <li>Duke</li>
  <li>Villanova</li>
</ul>

<ul>
  <li>Connecticut</li>
  <li>Duke</li>
  <li>Villanova</li>
</ul>

React 並不會意識到應該保留 <li>Duke</li> 和 <li>Villanova</li>，而是會重建每一個子元素。這種情況會帶來性能問題。

Keys

為瞭解決上述問題，React 引入瞭 key 屬性。當子元素擁有 key 時，React 使用 key 來匹配原有樹上的子元素以及最新樹上的子元素。以下示例在新增 key 之後，使得樹的轉換效率得以提高：

<ul>
  <li key="2015">Duke</li>
  <li key="2016">Villanova</li>
</ul>

<ul>
  <li key="2014">Connecticut</li>
  <li key="2015">Duke</li>
  <li key="2016">Villanova</li>
</ul>

現在 React 知道隻有帶著 ‘2014’ key 的元素是新元素，帶著 ‘2015’ 以及 ‘2016’ key 的元素僅僅移動瞭。所以隻是創建瞭 key=2014的元素，並不會創建剩下的兩個元素。

所以key的取值最好不要使用數組的下標，因為數組的順序可能會發生變化，最好使用自身數據攜帶的唯一標識（id或是其它的屬性）。

1. 虛擬DOM中key的作用：
                    1). 簡單的說: key是虛擬DOM對象的標識, 在更新顯示時key起著極其重要的作用。

                    2). 詳細的說: 當狀態中的數據發生變化時，react會根據【新數據】生成【新的虛擬DOM】,  隨後React進行【新虛擬DOM】與【舊虛擬DOM】的diff比較，比較規則如下：

                                    a. 舊虛擬DOM中找到瞭與新虛擬DOM相同的key：
                                                (1).若虛擬DOM中內容沒變, 直接使用之前的真實DOM
                                                (2).若虛擬DOM中內容變瞭, 則生成新的真實DOM，隨後替換掉頁面中之前的真實DOM

                                    b. 舊虛擬DOM中未找到與新虛擬DOM相同的key
                                                根據數據創建新的真實DOM，隨後渲染到到頁面

2. 用index作為key可能會引發的問題：
                                1. 若對數據進行：逆序添加、逆序刪除等破壞順序操作:
                                                會產生沒有必要的真實DOM更新 ==> 界面效果沒問題, 但效率低。

                                2. 如果結構中還包含輸入類的DOM：
                                                會產生錯誤DOM更新 ==> 界面有問題。                                                
                                3. 註意！如果不存在對數據的逆序添加、逆序刪除等破壞順序操作，
                                   　　　　 僅用於渲染列表用於展示，使用index作為key是沒有問題的。

以上就是React Diff原理深入分析的詳細內容，更多關於React Diff原理的資料請關註WalkonNet其它相關文章！

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