react中diff算法（面试必备）

2023-02-14 09:25:04

react中diff算法（面试必备）

视频课程&调试demos

​ 视频课程的目的是为了快速掌握react源码运行的过程和react中的scheduler、reconciler、renderer、fiber等，并且详细debug源码和分析，过程更清晰。

​ 视频课程：进入课程

​ demos：demo

课程结构:

  1. 开篇(听说你还在艰难的啃react源码)
  2. react心智模型(来来来,让大脑有react思维吧)
  3. Fiber(我是在内存中的dom)
  4. 从legacy或concurrent开始(从入口开始,然后让我们奔向未来)
  5. state更新流程(setState里到底发生了什么)
  6. render阶段(厉害了,我有创建Fiber的技能)
  7. commit阶段(听说renderer帮我们打好标记了,映射真实节点吧)
  8. diff算法(妈妈再也不担心我的diff面试了)
  9. hooks源码(想知道Function Component是怎样保存状态的嘛)
  10. scheduler&lane模型(来看看任务是暂停、继续和插队的)
  11. concurrent mode(并发模式是什么样的)
  12. 手写迷你react(短小精悍就是我)

​ 在render阶段更新Fiber节点时，我们会调用reconcileChildFibers对比current Fiber和jsx对象构建workInProgress Fiber，这里current Fiber是指当前dom对应的fiber树，jsx是class组件render方法或者函数组件的返回值。

​ 在reconcileChildFibers中会根据newChild的类型来进入单节点的diff或者多节点diff

function reconcileChildFibers(
  returnFiber: Fiber,
  currentFirstChild: Fiber | null,
  newChild: any,
): Fiber | null {

  const isObject = typeof newChild === 'object' && newChild !== null;

  if (isObject) {
    switch (newChild.$$typeof) {
      case REACT_ELEMENT_TYPE:
				//单一节点diff
        return placeSingleChild(
            reconcileSingleElement(
              returnFiber,
              currentFirstChild,
              newChild,
              lanes,
            ),
          );
    }
  }
	//...
  
  if (isArray(newChild)) {
     //多节点diff
    return reconcileChildrenArray(
        returnFiber,
        currentFirstChild,
        newChild,
        lanes,
      );
  }

  // 删除节点
  return deleteRemainingChildren(returnFiber, currentFirstChild);
}

​ diff过程的主要流程如下图：

react中diff算法（面试必备）

​ 我们知道对比两颗树的复杂度本身是O(n3)，对我们的应用来说这个是不能承受的量级，react为了降低复杂度，提出了三个前提：

  1. 只对同级比较，跨层级的dom不会进行复用

  2. 不同类型节点生成的dom树不同，此时会直接销毁老节点及子孙节点，并新建节点

  3. 可以通过key来对元素diff的过程提供复用的线索，例如：

    const a = (
    <>
      <p key="0">0</p>
      <p key="1">1</p>
    </>
  );
const b = (
  <>
    <p key="1">1</p>
    <p key="0">0</p>
  </>
);

    ​ 如果a和b里的元素都没有key，因为节点的更新前后文本节点不同，导致他们都不能复用，所以会销毁之前的节点，并新建节点，但是现在有key了，b中的节点会在老的a中寻找key相同的节点尝试复用，最后发现只是交换位置就可以完成更新，具体对比过程后面会讲到。

    单节点diff

    单点diff有如下几种情况：

    • key和type相同表示可以复用节点
    • key不同直接标记删除节点，然后新建节点
    • key相同type不同，标记删除该节点和兄弟节点，然后新创建节点
    function reconcileSingleElement(
  returnFiber: Fiber,
  currentFirstChild: Fiber | null,
  element: ReactElement
): Fiber {
  const key = element.key;
  let child = currentFirstChild;
  
  //child节点不为null执行对比
  while (child !== null) {

    // 1.比较key
    if (child.key === key) {

      // 2.比较type

      switch (child.tag) {
        //...
        
        default: {
          if (child.elementType === element.type) {
            // type相同则可以复用 返回复用的节点
            return existing;
          }
          // type不同跳出
          break;
        }
      }
      //key相同，type不同则把fiber及和兄弟fiber标记删除
      deleteRemainingChildren(returnFiber, child);
      break;
    } else {
      //key不同直接标记删除该节点
      deleteChild(returnFiber, child);
    }
    child = child.sibling;
  }
   
  //新建新Fiber
}

    多节点diff

    多节点diff比较复杂，我们分三种情况进行讨论，其中a表示更新前的节点，b表示更新后的节点

    • 属性变化

      const a = (
    <>
      <p key="0" name='0'>0</p>
      <p key="1">1</p>
    </>
  );
  const b = (
    <>
      <p key="0" name='00'>0</p>
      <p key="1">1</p>
    </>
  );

    • type变化

      const a = (
    <>
      <p key="0">0</p>
      <p key="1">1</p>
    </>
  );
  const b = (
    <>
      <div key="0">0</div>
      <p key="1">1</p>
    </>
  );

    • 新增节点

      const a = (
    <>
      <p key="0">0</p>
      <p key="1">1</p>
    </>
  );
  const b = (
    <>
      <p key="0">0</p>
      <p key="1">1</p>
      <p key="2">2</p>
    </>
  );

    • 节点删除

      const a = (
    <>
      <p key="0">0</p>
      <p key="1">1</p>
      <p key="2">2</p>
    </>
  );
  const b = (
    <>
      <p key="0">0</p>
      <p key="1">1</p>
    </>
  );

    • 节点位置变化

      	const a = (
    <>
      <p key="0">0</p>
      <p key="1">1</p>
    </>
  );
  const b = (
    <>
      <p key="1">1</p>
      <p key="0">0</p>
    </>
  );

    ​ 在源码中多节点diff会经历三次遍历，第一次遍历处理节点的更新（包括props更新和type更新和删除），第二次遍历处理其他的情况（节点新增），其原因在于在大多数的应用中，节点更新的频率更加频繁，第三次处理位节点置改变

    • 第一次遍历

      ​ 因为老的节点存在于current Fiber中，所以它是个链表结构，还记得Fiber双缓存结构嘛，节点通过child、return、sibling连接，而newChildren存在于jsx当中，所以遍历对比的时候，首先让newChildren[i]与oldFiber对比，然后让i++、nextOldFiber = oldFiber.sibling。在第一轮遍历中，会处理三种情况，其中第1，2两种情况会结束第一次循环

      1. key不同，第一次循环结束
      2. newChildren或者oldFiber遍历完，第一次循环结束
      3. key同type不同，标记oldFiber为DELETION
      4. key相同type相同则可以复用

      newChildren遍历完，oldFiber没遍历完，在第一次遍历完成之后将oldFiber中没遍历完的节点标记为DELETION，即删除的DELETION Tag

  • 第二次遍历

    第二次遍历考虑三种情况

      1. newChildren和oldFiber都遍历完：多节点diff过程结束
  2. newChildren没遍历完，oldFiber遍历完，将剩下的newChildren的节点标记为Placement，即插入的Tag
    1. newChildren和oldFiber没遍历完，则进入节点移动的逻辑

  • 第三次遍历

    主要逻辑在placeChild函数中，例如更新前节点顺序是ABCD，更新后是ACDB

    1. newChild中第一个位置的A和oldFiber第一个位置的A，key相同可复用，lastPlacedIndex=0

    2. newChild中第二个位置的C和oldFiber第二个位置的B，key不同跳出第一次循环，将oldFiber中的BCD保存在map中

    3. newChild中第二个位置的C在oldFiber中的index=2 > lastPlacedIndex=0不需要移动，lastPlacedIndex=2

    4. newChild中第三个位置的D在oldFiber中的index=3 > lastPlacedIndex=2不需要移动，lastPlacedIndex=3

      1. newChild中第四个位置的B在oldFiber中的index=1 < lastPlacedIndex=3,移动到最后

        看图更直观

      react中diff算法（面试必备）

    例如更新前节点顺序是ABCD，更新后是DABC

    1. newChild中第一个位置的D和oldFiber第一个位置的A，key不相同不可复用，将oldFiber中的ABCD保存在map中，lastPlacedIndex=0

    2. newChild中第一个位置的D在oldFiber中的index=3 > lastPlacedIndex=0不需要移动，lastPlacedIndex=3

    3. newChild中第二个位置的A在oldFiber中的index=0 < lastPlacedIndex=3,移动到最后

    4. newChild中第三个位置的B在oldFiber中的index=1 < lastPlacedIndex=3,移动到最后

    5. newChild中第四个位置的C在oldFiber中的index=2 < lastPlacedIndex=3,移动到最后

      看图更直观

    react中diff算法（面试必备）

    代码如下：

      function placeChild(newFiber, lastPlacedIndex, newIndex) {
    newFiber.index = newIndex;

    if (!shouldTrackSideEffects) {
      return lastPlacedIndex;
    }

 var current = newFiber.alternate;

    if (current !== null) {
      var oldIndex = current.index;

      if (oldIndex < lastPlacedIndex) {
        //oldIndex小于lastPlacedIndex的位置 则将节点插入到最后
        newFiber.flags = Placement;
        return lastPlacedIndex;
      } else {
        return oldIndex;//不需要移动 lastPlacedIndex = oldIndex;
      }
    } else {
      //新增插入
      newFiber.flags = Placement;
      return lastPlacedIndex;
    }
  }

    ​

    function reconcileChildrenArray(
    returnFiber: Fiber,//父fiber节点
    currentFirstChild: Fiber | null,//childs中第一个节点
    newChildren: Array<*>,//新节点数组 也就是jsx数组
    lanes: Lanes,//lane相关 第12章介绍
  ): Fiber | null {

    let resultingFirstChild: Fiber | null = null;//diff之后返回的第一个节点
    let previousNewFiber: Fiber | null = null;//新节点中上次对比过的节点

    let oldFiber = currentFirstChild;//正在对比的oldFiber
    let lastPlacedIndex = 0;//上次可复用的节点位置 或者oldFiber的位置
    let newIdx = 0;//新节点中对比到了的位置
    let nextOldFiber = null;//正在对比的oldFiber
    for (; oldFiber !== null && newIdx < newChildren.length; newIdx++) {//第一次遍历
      if (oldFiber.index > newIdx) {//nextOldFiber赋值
        nextOldFiber = oldFiber;
        oldFiber = null;
      } else {
        nextOldFiber = oldFiber.sibling;
      }
      const newFiber = updateSlot(//更新节点，如果key不同则newFiber=null
        returnFiber,
        oldFiber,
        newChildren[newIdx],
        lanes,
      );
      if (newFiber === null) {
        if (oldFiber === null) {
          oldFiber = nextOldFiber;
        }
        break;//跳出第一次遍历
      }
      if (shouldTrackSideEffects) {//检查shouldTrackSideEffects
        if (oldFiber && newFiber.alternate === null) {
          deleteChild(returnFiber, oldFiber);
        }
      }
      lastPlacedIndex = placeChild(newFiber, lastPlacedIndex, newIdx);//标记节点插入
      if (previousNewFiber === null) {
        resultingFirstChild = newFiber;
      } else {
        previousNewFiber.sibling = newFiber;
      }
      previousNewFiber = newFiber;
      oldFiber = nextOldFiber;
    }

    if (newIdx === newChildren.length) {
      deleteRemainingChildren(returnFiber, oldFiber);//将oldFiber中没遍历完的节点标记为DELETION
      return resultingFirstChild;
    }

    if (oldFiber === null) {
      for (; newIdx < newChildren.length; newIdx++) {//第2次遍历
        const newFiber = createChild(returnFiber, newChildren[newIdx], lanes);
        if (newFiber === null) {
          continue;
        }
        lastPlacedIndex = placeChild(newFiber, lastPlacedIndex, newIdx);//插入新增节点
        if (previousNewFiber === null) {
          resultingFirstChild = newFiber;
        } else {
          previousNewFiber.sibling = newFiber;
        }
        previousNewFiber = newFiber;
      }
      return resultingFirstChild;
    }

    // 将剩下的oldFiber加入map中
    const existingChildren = mapRemainingChildren(returnFiber, oldFiber);

    for (; newIdx < newChildren.length; newIdx++) {//第三次循环 处理节点移动
      const newFiber = updateFromMap(
        existingChildren,
        returnFiber,
        newIdx,
        newChildren[newIdx],
        lanes,
      );
      if (newFiber !== null) {
        if (shouldTrackSideEffects) {
          if (newFiber.alternate !== null) {
            existingChildren.delete(//删除找到的节点
              newFiber.key === null ? newIdx : newFiber.key,
            );
          }
        }
        lastPlacedIndex = placeChild(newFiber, lastPlacedIndex, newIdx);//标记为插入的逻辑
        if (previousNewFiber === null) {
          resultingFirstChild = newFiber;
        } else {
          previousNewFiber.sibling = newFiber;
        }
        previousNewFiber = newFiber;
      }
    }

    if (shouldTrackSideEffects) {
      //删除existingChildren中剩下的节点
      existingChildren.forEach(child => deleteChild(returnFiber, child));
    }

    return resultingFirstChild;
  }

​

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