React中調和算法Diffing算法策略的示例分析

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算法策略

React的調和算法，主要發生在render階段，調和算法并不是一個特定的算法函數，而是指在調和過程中，為提高構建workInProcess樹的性能，以及Dom樹更新的性能，而采用的一種策略，又稱diffing算法。 在React 的官網上描述“Diffing” 算法時，提到了“diffing two trees”，但是在源碼實現時，并不是創建好兩棵樹后，再從上往下的diffing這兩棵樹。這個diffing發生在搭建子節點時, 實際是新生成的ReactElement 與 current樹上fibe節點的diffing。 為了將diffing算法的時間復雜度控制在O(n)（樹diff的時間復雜度涉及到樹的編輯距離，可以看這里）, 采用了如下策略：

只比較同層級的節點，（貌似這一點沒有在官網中提到）

對于單節點比較，如果當前節點type 和 key 不相同，不再比較其下子節點，直接刪掉該節點及其下整棵子樹，根據ReactElement重新生成節點樹。因為React認為不同類型的組件生成的樹形結構不一樣，不必復用。

如果子節點是數組，可根據唯一的key值定位節點進行比較，這樣即使子節點順序發生變化，也可以根據key值進行復用。

值得注意的是，所有節點的diffing都會比較key，key 默認值為null。若是沒有設置，則null是恒等于null的，認為key是相同的。

單節點diffing

單個節點進行diffing時，會diffing兩組屬性：fibe.elementType vs ReactElement.type ， fibe.key vs ReactElement.key, 如果這兩組屬性都相等，數據結構的物理空間會有如下復用邏輯（詳見源碼reconcileSingleElement函數）：

1. 如果current fibe 存在 alternate 節點，（這意味著這個fibe節點之前參與過調和），則復用該alternate節點的物理空間；否則需要clone current fibe節點，占用新的物理空間

2. 對應的instance 或者 Dom 會被復用

3. current fibe 下的child樹也會被直接掛載過來（下一步遞歸子節點時，會被使用）

如果兩組屬性有一個不相等：

• fibe 根據ReactElement重新創建

• 對應的instance和Dom 也會重建

• child 樹全部刪除。

如果生成的ReactElement 是單節點，但是對應的current樹上是多節點時，會從逐一查找有沒有匹配的，找到匹配的，其他的都刪除；找不到，全部刪除。例如Couter組件有如下邏輯：當點擊次數大于10時，隱藏點擊按鈕。當到達第10次時，span節點會被復用。

class Counter extends React.Component{
    state={
        count:0
    }
    addCount = ()=>{
        const count = this.state.count+1;
        this.setState({count})
    }
    componentDidUpdate(){
        console.log("updated")
    }
    render(){
        return this.state.count < 10 ? [
            <button onClick={this.addCount}>點擊</button>
            <span>點擊次數：{this.state.count}</span>
        ]:<span>點擊次數：{this.state.count}</span>;
    }
}

數組節點diffing

數組節點進行diffing時，流程比較復雜：（源碼見reconcileChildrenArray函數）

中間有兩次重要的遍歷，第一次按index遍歷，新舊節點依次比較，遇到key值不匹配的立即中斷遍歷。 第二次遍歷，對剩下的舊節點建立 “key - 節點”的Map表，遍歷剩下的新節點，按key值從表中查找舊節點進行比較。以下是三種case下，新舊節點匹配比較的情況。

key值的使用要求

從單節點和數組節點的diffing上看，key值主要是為了減少新建。為了保證diffing時新建舊節點能匹配上，key值使用時有如下注意：

1. 得穩定，如果key值每次都變化（比如使用了隨機數），diffing時，新舊節全部匹配不上，將會引起大量的新建；

2. 必須得唯一，如果key值不唯一，在建立“key - 節點”的Map表時，會遺漏和錯亂，導致頁面更新錯誤。

對于單節點，diffing時key值也會用到，不要認為其沒用隨便亂設置。 也有一些不規范的用法，對單節點使用key值來實現組件的銷毀和重建，但這種用法是不符合React的設計理念的。

例如，有一個日志組件，內部拉取日志數據，對外部沒有數據依賴。但是在需求迭代時，在同頁面增加了審批操作，審批后，后端會新增一條日志數據，這時候會希望前端頁面實時的展示新增的日志數據，會需要觸發日志組件重新拉取數據。如果不使用向上提升數據的方式來解決問題，可以給該組件指定一個隨機的key，當審批操作完成時，修改key值，則組件就會重新構建。但這種方式的開銷較高，整個組件樹都會銷毀重建。可以采用其他解決方案代替，例如可以給該組件指定ref，當審批完成后，通過ref調用該組件的刷新函數，重新獲取數據，更新組件。

對于數組節點，key值主要是在子節點位置發生大的錯位時，會起到關鍵作用。 對于普通的末尾新增，和末尾刪除，第一次index遍歷就可以匹配完，不會進入第二次key map的遍歷。 因為key值對“穩定”和“唯一”性這兩個要求，一般前端會需要后端對list數據提供一個唯一標識，對于聚合接口，會給后端增加額外工作，這種情況，可以先了解數據的變化特性，再決定是否真的需要設置key。

對于上面的日志組件，日志是一個列表，新增的日志，都是插在第一行，如果不設置key，基本上所有的子節點都要更新。如果設置key，就需要后端服務為每一條日志增加“永遠”惟一的標識符，例如id。曾經經歷過一次因為key值的唯一性變化，導致數據更新時頁面展示錯誤的案例。

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