深入React

设计思想

想表达什么？React怎样理解Application？

应用是个状态机，状态驱动视图

v = f(d)v是视图
f是组件
d是数据/状态

与FP有什么关系？

把函数式思想引入前端，通过PureComponent组合来实现UI

最大好处是让UI可预测，对同样的f输入同样的d一定能得到同样的v

可以把各个f单独拎出来测试，组合起来肯定没有问题，从理论上确定了组件质量是可靠的，组合出来的整个应用的UI也是可靠的

目标

想解决什么问题？定位？

A JAVASCRIPT LIBRARY FOR BUILDING USER INTERFACES

针对构建UI提供一种组件化的方案

能解决什么问题？

• 组件化
• UI可靠性
• 数据驱动视图

性能目标

For many applications, using React will lead to a fast user interface without doing much work to specifically optimize for performance.

寻找成本与收益的平衡点，不刻意去做性能优化，还能写出来性能不错（非最优）的应用

实际上，React所作的性能优化主要体现在：

• 事件代理，全局一个事件监听
  • 自己有完整的捕获冒泡，是为了抹平IE8的bug
  • 对象池复用event对象，减少GC
• DOM操作整合，减少次数

但无论怎样，性能肯定不及年迈的（经验丰富的）FEer手写的原生DOM操作版

虚拟DOM

通过什么方式解决问题？

在DOM树之上加一层额外的抽象

组件化方式：提供组件class模版、生命周期hook、数据流转方式、局部状态托管

运行时：用虚拟DOM树管理组件，建立并维护到真实DOM树的映射关系

虚拟DOM有什么作用？

• 批处理提升性能
• 降低diff开销
• 实现“数据绑定”

具体实现

JSX -> React Element -> 虚拟DOM节点 ..> 真实DOM节点
         描述对象

1. 编译时，翻译JSX得到createElement
2. 执行createElement得到React Element描述对象
3. 根据描述对象创建虚拟DOM节点
4. 整合虚拟DOM节点上的状态，创建真实DOM节点

虚拟DOM树的节点集合是真实DOM树节点集合的超集，多出来的部分是自定义组件（Wrapper）

结构上，内部树布局是森林，维护在instancesByReactRootID：

• 现有app引入React时，会有多个root DOM node
• 纯React的应用，森林里一般只有1棵树

单向数据流

瀑布模型

由props和state把组件组织起来，组件间数据流向类似于瀑布

数据流向总是从祖先到子孙（从根到叶子），不会逆流

• props：管道
• state：水源

单项数据流是由状态丢弃机制决定的，具体表现为：

• 状态变化引发的数据及UI变化都只会影响下方的组件
• 渲染视图时向下流，表单交互能回来，引发另一次向下渲染

单向数据流是对渲染视图过程而言的，子孙的state如何改变都不会影响祖先，除非通知祖先更新其state

state与props

state是最小可变状态集，特点：

• 私有的。由组件自身完全控制，而不是来自上方
• 可变的。会随时间变化
• 独立存在。无法通过其他state或者props计算出来

props是不可变的，仅用来填充视图模版：

props       React Element描述对象
-----> 组件 ---------------------> 视图

数据绑定？

2个环节

1. 依赖收集（静态依赖/动态依赖）
2. 监听变化

首次渲染时收集data-view的映射关系，后续确认数据变化后，更新数据对应的视图

3种实现方式

从依赖收集的粒度来看：

• Vue通过getter动态收集依赖粒度最细，最精确
• Ember和Angular都是通过静态模版解析来找出依赖
• React最粗枝大叶，几乎不收集依赖，整个子树重新渲染

state变化时，重新计算对应子树的内部状态，对比找出变化（diff），然后在合适的时机应用这些变化（patch）

细粒度的依赖收集是精确DOM更新的基础（哪些数据影响哪个元素的哪个属性），无需做额外的猜测和判断，框架如果明确知道影响的视图元素/属性是哪些的话，就可以直接做最细粒度的DOM操作

虚拟DOM diff算法

React不收集依赖，只有2个已知条件：

• 这个state属于哪个组件
• 这个state变化只会影响对应子树

子树范围对于最终视图更新需要的DOM操作而言太大了，需要细化（diff）

tree diff

树的diff是个相对复杂（NP）的问题，先考虑一个简单场景：

    A           A'
  / \   ?    / | \
 B   C  ->  G  B   C
/ \  |         |   |
D   E F         D   E

diff(treeA, treeA')结果应该是：

1.insert G before B
2.move   E to     F
3.remove F

如果要计算机来做的话，增和删好找，移的判定就比较复杂了，首先要把树的相似程度量化（比如加权编辑距离），并确定相似度为多少时，移比删+增划算（操作步骤更少）

React diff

对虚拟DOM子树做diff就面临这样的问题，考虑DOM操作场景的特点：

• 局部小改动多，大片的改动少（性能考虑，用显示隐藏来规避）
• 跨层级的移动少，同层节点移动多（比如表格排序）

假设：

• 假设不同类型的元素对应不同子树（不考虑“向下看子树结构是否相似”，移的判断就没难度了）
• 前后结构都会带有唯一的key，作为diff依据，假定同key表示同元素（降低比较成本）

这样tree diff问题就被简化成了list diff（字符串编辑问题）：

1. 遍历新的，找出 增/移
2. 遍历旧的，找出 删

本质是一个很弱的字符串编辑算法，所以，即便不考虑diff开销，单从最终的实际DOM操作来看，性能也不是最优的（相比手动操作DOM）

另外，保险起见，React还提供了shouldComponentUpdate钩子，允许人工干预diff过程，避免误判

状态管理

状态共享与传递

• 兄弟 -> 兄弟。提升共享状态，保证自上而下的单向数据流
• 子 -> 父。由父预先传入cb（函数props）
• ？ -> 远房亲戚。远距离通信很难解决，需要手动接力，要么通过context共享

通过提升状态来共享，能减少孤立状态，减少bug面，但毕竟比较麻烦。组件间远距离通信问题没有好的解决方案

另一个问题是在复杂应用中，状态变化（setState）散落在各个组件中，逻辑过于分散，存在维护上的问题

Flux

为了解决状态管理的问题，提出了Flux模式，目标是让数据可预测

基本思路

(state, action) => state

具体做法

• 用显式数据，不用衍生数据（先声明后使用，不临时造数据）
• 分离数据和视图状态（把数据层抽出来）
• 避免级联更新带来的级联影响（M与V之间互相影响，数据流不清楚）

结构

         产生action               传递action           update state
view交互 -----------> dispatcher -----------> stores --------------> views

特点是store比较重，负责根据action更新内部state及把state变化同步到view

container与view

container其实就是controller-view：

• 用来控制view的React组件
• 基本职能是收集来自store的信息，存到自己的state里
• 不含props和UI逻辑

Redux的取舍

action  与Flux一样，就是事件，带有type和data(payload)
   同样手动dispatch action
---
store  与Flux功能一样，但全局只有1个，实现上是一颗不可变的状态树
   分发action，注册listener。每个action经过层层reducer得到新state
---
reducer  与arr.reduce(callback, [initialValue])作用类似
   reducer相当于callback，输入当前state和action，输出新state                 call             new state
action --> store ------> reducers -----------> view

用一棵不可变状态树维护整个应用的状态，无法直接改变，发生变化时，通过action和reducer创建新的对象

reducer的概念相当于node中间件，或者gulp插件，每个reducer负责状态树的一小部分，把一系列reducer串联起来（把上一个reducer的输出作为当前reducer的输入），得到最终输出state

对比Flux

• 把store数量限定为1
• 去掉了dispatcher，把action传递给所有顶层reducer，流向相应子树
• 把根据action更新内部state的部分独立出来，分解到各reducer

能去掉dispatcher是因为纯函数reducer可以随便组合，不需要额外管理顺序

react-redux

Redux与React没有任何关系，Redux作为状态管理层可以配合任何UI方案使用，例如backbone、angular、React等等

react-redux用来处理new state -> view的部分，也就是说，新state有了，怎样同步视图？

container

container是一种特殊的组件，不含视图逻辑，与store关系紧密。从逻辑功能上看就是通过store.subscribe()读取状态树的一部分，作为props传递给下方的普通组件（view）

connect()

一个看起来很神奇的API，主要做3件事：

• 负责把dispatch和state数据作为props注入下方普通组件
• 往虚拟DOM树自动插入一些container
• 内置性能优化，避免不必要的更新（内置shouldComponentUpdate）

Provider是怎么回事？

目的：避免手动逐层传递store

实现：在顶层通过context注入store，让下方所有组件共享store

生态

• 调试工具 DevTools
• 平台 React Native
• 组件库 antd Material-UI
• 发展 Rax
• 状态管理层 Redux Saga Dva