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。
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。
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。
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。
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)。
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。