React 更新視圖過程

說在前面,著重梳理實際更新組件和 dom 部分的代碼,但是關于異步,transaction,批量合并新狀態等新細節只描述步驟。一來因為這些細節在讀源碼的時候只讀了部分,二來如果要把這些都寫出來要寫老長老長。

真實的 setState 的過程:

setState( partialState ) {
  // 1. 通過組件對象獲取到渲染對象
  var internalInstance = ReactInstanceMap.get(publicInstance);
  // 2. 把新的狀態放在渲染對象的 _pendingStateQueue 里面 internalInstance._pendingStateQueue.push( partialState )
  // 3. 查看下是否正在批量更新
  //   3.1. 如果正在批量更新,則把當前這個組件認為是臟組件,把其渲染對象保存到 dirtyComponents 數組中
  //   3.2. 如果可以批量更新,則調用 ReactDefaultBatchingStrategyTransaction 開啟更新事務,進行真正的 vdom diff。
  //    |
  //    v
  // internalInstance.updateComponent( partialState )
}

updateComponent 方法的說明:

updateComponent( partialState ) {
  // 源碼中 partialState 是從 this._pendingStateQueue 中獲取的,這里簡化了狀態隊列的東西,假設直接從外部傳入
  var inst = this._instance;
  var nextState = Object.assign( {}, inst.state, partialState );
  // 獲得組件對象,準備更新,先調用生命周期函數
      // 調用 shouldComponentUpdate 看看是否需要更新組件(這里先忽略 props 和 context的更新)
  if ( inst.shouldComponentUpdate(inst.props, nextState, nextContext) ) {
    // 更新前調用 componentWillUpdate
    isnt.componentWillUpdate( inst.props, nextState, nextContext );
    inst.state = nextState;
    // 生成新的 vdom
    var nextRenderedElement = inst.render();
    // 通過上一次的渲染對象獲取上一次生成的 vdom
    var prevComponentInstance = this._renderedComponent; // render 中的根節點的渲染對象
    var prevRenderedElement = prevComponentInstance._currentElement; // 上一次的根節點的 vdom
    // 通過比較新舊 vdom node 來決定是更新 dom node 還是根據最新的 vdom node 生成一份真實 dom node 替換掉原來的
    if ( shouldUpdateReactComponent(prevRenderedElement, nextRenderedElement) ) {
      // 更新 dom node
      prevComponentInstance.receiveComponent( nextRenderedElement )
    } else {
      // 生成新的 dom node 替換原來的(以下是簡化版,只為了說明流程)
      var oldHostNode = ReactReconciler.getHostNode( prevComponentInstance );
      // 根據新的 vdom 生成新的渲染對象
      var child = instantiateReactComponent( nextRenderedElement );
      this._renderedComponent = child;
      // 生成新的 dom node
      var nextMarkup = child.mountComponent();
      // 替換原來的 dom node
      oldHostNode.empty();
      oldHostNode.appendChild( nextMarkup )
    }
  }
}

接下來看下 shouldUpdateReactComponent 方法:

function shouldUpdateReactComponent(prevElement, nextElement) {
  var prevEmpty = prevElement === null || prevElement === false;
  var nextEmpty = nextElement === null || nextElement === false;
  if (prevEmpty || nextEmpty) {
    return prevEmpty === nextEmpty;
  }

  var prevType = typeof prevElement;
  var nextType = typeof nextElement;
  if (prevType === 'string' || prevType === 'number') {
    return (nextType === 'string' || nextType === 'number');
  } else {
    return (
      nextType === 'object' &&
      prevElement.type === nextElement.type &&
      prevElement.key === nextElement.key
    );
  }
}

基本的思路就是比較當前 vdom 節點的類型,如果一致則更新,如果不一致則重新生成一份新的節點替換掉原來的。好了回到剛剛跟新 dom node這條路 prevComponentInstance.receiveComponent( nextRenderedElement ),即 render 里面根元素的渲染對象的 receiveComponent 方法做了最后的更新 dom 的工作。如果根節點的渲染對象是組件即 ReactCompositeComponent.receiveComponent,如果根節點是內置對象(html 元素)節點即 ReactDOMComponent.receiveComponent。ReactCompositeComponent.receiveComponent 最終還是調用的上面提到的 updateComponent 循環去生成 render 中的 vdom,這里就先不深究了。最終 html dom node 的更新策略都在 ReactDOMComponent.receiveComponent 中。

class ReactDOMComponent {
  // @param {nextRenderedElement} 新的 vdom node
  receiveComponent( nextRenderedElement ) {
    var prevElement = this._currentElement;
    this._currentElement = nextRenderedElement;

    var lastProps = prevElement.props;
    var nextProps = this._currentElement.props;
    var lastChildren = lastProps.children;
    var nextChildren = nextProps.children;
    /*
      更新 props
      _updateDOMProperties 方法做了下面兩步
      1. 記錄下 lastProps 中有的,nextProps 沒有的,刪除
      2. 記錄下 nextProps 中有的,且與 lastProps中不同的屬性,setAttribute 之
    */
    this._updateDOMProperties(lastProps, nextProps, transaction);

    /*
      迭代更新子節點,源代碼中是 this._updateDOMChildren(lastProps, nextProps, transaction, context);
      以下把 _updateDOMChildren 方法展開,對于子節點類型的判斷源碼比較復雜,這里只針對string|number和非string|number做一個簡單的流程示例
    */
    // 1. 如果子節點從有到無,則刪除子節點
    if ( lastChildren != null && nextChildren == null ) {
    
      if ( typeof lastChildren === 'string' | 'number' /* 偽代碼 */ ) {
        this.updateTextContent('');
      } else {
        this.updateChildren( null, transaction, context );
      }
    }
    // 2. 如果新的子節點相對于老的是有變化的
    if ( nextChildren != null ) {
      if ( typeof lastChildren === 'string' | 'number' && lastChildren !== nextChildren /* 偽代碼 */ ) {
        this.updateTextContent('' + nextChildren);
      } else if ( lastChildren !== nextChildren ) {
        this.updateChildren( nextChildren, transaction, context );
      }
    }
  }
}

this.updateChildren( nextChildren, transaction, context ) 中是真正的 diff 算法,就不以代碼來說了(因為光靠代碼很難說明清楚)

先來看最簡單的情況:
例A:


a

按節點順序開始遍歷 nextChildren(遍歷的過程中記錄下需要對節點做哪些變更,等遍歷完統一執行最終的 dom 操作),相同位置如果碰到和 prevChildren 中 tag 一樣的元素認為不需要對節點進行刪除,只需要更新節點的 attr,如果碰到 tag 不一樣,則按照新的 vdom 中的節點重新生成一個節點,并把 prevChildren 中相同位置老節點刪除。按以上兩個狀態的 vdom tree,那么遍歷完就會記錄下需要做兩步 dom 變更:新增一個 span 節點插入到第二個位置,刪除原來第二個位置上的 div。

再來看兩個例子:
例B:


b

遍歷結果:第二個節點新增一個span,刪除第二個div和第四個div。

例C:


c

遍歷結果:第二個節點新增一個span,第四個節點新增一個div,刪除第二個div。

我們看到對于例C來說其實最便利的方法就是把 span 插入到第二的位置上,然后其他div只要做 attr 的更新而不需要再進行位置的增刪,如果 attr 都沒有變化,那么后兩個 div 根本不需要變化。但是按例A里面的算法,我們需要進行好幾步的 dom 操作。這是為算法減少時間復雜度,做了妥協。但是 react 對節點引入了 key 這個關鍵屬性幫助優化這種情況。假設我們給所有節點都添加了唯一的 key 屬性,如下面例D:
例D:


d

我們在遍歷過程中對所要記錄的東西進行優化,在某個位置碰到有 key 的節點我們去 prevChildren 中找有沒有對應的節點,如果有,則我們會比較當前節點在前后兩個 tree 中相對位置。如果相對位置沒有變化,則不需要做dom的增刪移,而只需要更新。如果位置不一樣則需要記錄把這個節點從老的位置移動到新的位置(具體算法需要借助前一次dom變化的記錄這里不詳述)。這樣從例C到例D的優化減少了 dom 節點的增刪。

但是 react 的這種算法的優化也帶來了一種極端的情況:
例E:


e

遍歷結果:3次節點位置移動:2到1,1到2,0到3。

但是其實這里只需要更新每個節點的 attr,他們的位置根本不需要做變化。所以如果要給元素指定 key 最好避免元素的位置有太多太大的躍遷變化。

基本上 setState 之后到最終的 dom 變化的過程就是這么結束了。

后記:
梳理的比較簡單,很多細節我沒有精力作一一的總結,因為我自己看源碼看了好久,代碼中涉及到很多異步,事務等等干擾項,然后我自己又不想過多的借助現有的資料-_-。當我快要把最后一點寫完的時候發現 pure render 專欄的作者陳屹出了一本《深入React技術棧》里面有相當詳細的源碼分析,所以我感覺我這篇“白寫”了,貼出這本書就可以了,不過陳屹的這本書是良心之作,必須安利下。

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