React之diff算法

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小进进不将就
0.9 2018.05.21 00:02* 字数 1833

前言:在看《深入React技术栈》时,发现该书的语言不够通俗易懂,故整理之,希望在自己理解的基础上,进一步精炼语言,做到一遍基本能明白。

注:图是用 visio2013 画的。

diff算法的作用
计算出Virtual DOM中真正变化的部分,并只针对该部分进行原生DOM操作,而非重新渲染整个页面。

传统diff算法
通过循环递归对节点进行依次对比,算法复杂度达到 O(n^3) ,n是树的节点数,这个有多可怕呢?——如果要展示1000个节点,得执行上亿次比较。。即便是CPU快能执行30亿条命令,也很难在一秒内计算出差异。


React的diff算法
(1)什么是调和
将Virtual DOM树转换成actual DOM树的最少操作的过程 称为 调和 。

(2)什么是React diff算法?
diff算法是调和的具体实现。

diff策略
React用 三大策略 将O(n^3)复杂度 转化为 O(n)复杂度

策略一(tree diff):
Web UI中DOM节点跨层级的移动操作特别少,可以忽略不计。

策略二(component diff):
拥有相同类的两个组件 生成相似的树形结构,
拥有不同类的两个组件 生成不同的树形结构。

策略三(element diff):
对于同一层级的一组子节点,通过唯一id区分。


tree diff
(1)React通过updateDepth对Virtual DOM树进行层级控制
(2)对树分层比较,两棵树 只对同一层次节点 进行比较。如果该节点不存在时,则该节点及其子节点会被完全删除,不会再进一步比较。
(3)只需遍历一次,就能完成整棵DOM树的比较。

层级控制

那么问题来了,如果DOM节点出现了跨层级操作,diff会咋办呢?
答:diff只简单考虑同层级的节点位置变换,如果是跨层级的话,只有创建节点和删除节点的操作。

image.png

如上图所示,以A为根节点的整棵树会被重新创建,而不是移动,因此 官方建议不要进行DOM节点跨层级操作,可以通过CSS隐藏、显示节点,而不是真正地移除、添加DOM节点


component diff
React对不同的组件间的比较,有三种策略
(1)同一类型的两个组件,按原策略(层级比较)继续比较Virtual DOM树即可。

(2)同一类型的两个组件,组件A变化为组件B时,可能Virtual DOM没有任何变化,如果知道这点(变换的过程中,Virtual DOM没有改变),可节省大量计算时间,所以 用户 可以通过 shouldComponentUpdate() 来判断是否需要 判断计算。

(3)不同类型的组件,将一个(将被改变的)组件判断为dirty component(脏组件),从而替换 整个组件的所有节点

注意:如果组件D和组件G的结构相似,但是 React判断是 不同类型的组件,则不会比较其结构,而是删除 组件D及其子节点,创建组件G及其子节点。


element diff
当节点处于同一层级时,diff提供三种节点操作:删除、插入、移动

插入:组件 C 不在集合(A,B)中,需要插入

删除:(1)组件 D 在集合(A,B,D)中,但 D的节点已经更改,不能复用和更新,所以需要删除 旧的 D ,再创建新的。

(2)组件 D 之前在 集合(A,B,D)中,但集合变成新的集合(A,B)了,D 就需要被删除。

移动:组件D已经在集合(A,B,C,D)里了,且集合更新时,D没有发生更新,只是位置改变,如新集合(A,D,B,C),D在第二个,无须像传统diff,让旧集合的第二个B和新集合的第二个D 比较,并且删除第二个位置的B,再在第二个位置插入D,而是 (对同一层级的同组子节点) 添加唯一key进行区分,移动即可。


重点说下移动的逻辑
情形一:新旧集合中存在相同节点但位置不同时,如何移动节点

移动1

(1)看着上图的 B,React先从新中取得B,然后判断旧中是否存在相同节点B,当发现存在节点B后,就去判断是否移动B。
B在旧 中的index=1,它的lastIndex=0,不满足 index < lastIndex 的条件,因此 B 不做移动操作。此时,一个操作是,lastIndex=(index,lastIndex)中的较大数=1.

注意:lastIndex有点像浮标,或者说是一个map的索引,一开始默认值是0,它会与map中的元素进行比较,比较完后,会改变自己的值的(取index和lastIndex的较大数)。

(2)看着 A,A在旧的index=0,此时的lastIndex=1(因为先前与新的B比较过了),满足index<lastIndex,因此,对A进行移动操作,此时lastIndex=max(index,lastIndex)=1

(3)看着D,同(1),不移动,由于D在旧的index=3,比较时,lastIndex=1,所以改变lastIndex=max(index,lastIndex)=3

(4)看着C,同(2),移动,C在旧的index=2,满足index<lastIndex(lastIndex=3),所以移动。

由于C已经是最后一个节点,所以diff操作结束。

情形二:新集合中有新加入的节点,旧集合中有删除的节点

移动2

(1)B不移动,不赘述,更新l astIndex=1

(2)新集合取得 E,发现旧不存在,故在lastIndex=1的位置 创建E,更新lastIndex=1

(3)新集合取得C,C不移动,更新lastIndex=2

(4)新集合取得A,A移动,同上,更新lastIndex=2

(5)新集合对比后,再对旧集合遍历。判断 新集合 没有,但 旧集合 有的元素(如D,新集合没有,旧集合有),发现 D,删除D,diff操作结束。


diff的不足与待优化的地方

移动3

看图的 D,此时D不移动,但它的index是最大的,导致更新lastIndex=3,从而使得其他元素A,B,C的index<lastIndex,导致A,B,C都要去移动。

理想情况是只移动D,不移动A,B,C。因此,在开发过程中,尽量减少类似将最后一个节点移动到列表首部的操作,当节点数量过大或更新操作过于频繁时,会影响React的渲染性能。

(完)

日记本
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