详细描述react diff具体过程

基本原理

React的diff算法基于以下几个假设：

1. 不同类型的元素会产生不同的树。
2. 同类型的元素通过比较属性来决定是否更新。
3. 同一层级的子节点可以通过唯一key来识别。

Diff算法的具体过程

1. 同层比较

React的diff算法主要在同层级进行比较，不会跨层级比较节点。每次比较都是在同一层级进行的，如果类型不同则直接替换整个子树。

2. 节点类型比较

1. 元素类型相同：

   • 如果新旧元素的类型相同，React只会更新属性和子节点。
   • React会生成新的属性并将其应用到已有的DOM节点上，同时递归处理子节点。

2. 元素类型不同：

   • 如果新旧元素的类型不同，React会销毁旧的节点及其子树，并创建新的节点及其子树。
   • 这种情况下，旧的节点被完全移除，新的节点被插入。

3. 属性更新

当节点类型相同时，React会对比新旧属性，找到需要更新的属性，并只更新变化的部分。

示例：

const oldVNode = <div className="old" />;
const newVNode = <div className="new" />;

React会将className从"old"更新为"new"。

4. 子节点的递归比较

对于同类型的元素，React会递归比较子节点。子节点的比较过程如下：

1. 单一子节点：

   • 直接比较新旧子节点。

2. 多个子节点：

   • 采用key来识别子节点。

5. key的作用

React使用key来标识列表中的每个节点，这样可以有效地识别节点的变化，避免不必要的更新。

示例：

const oldList = [
  <li key="1">Item 1</li>,
  <li key="2">Item 2</li>,
  <li key="3">Item 3</li>
];

const newList = [
  <li key="1">Item 1</li>,
  <li key="3">Item 3</li>,
  <li key="2">Item 2</li>
];

即使子节点顺序改变，React仍能通过key识别每个节点，从而只更新必要的部分。

Diff算法的具体实现步骤

以下是React diff算法的具体实现步骤，以一个简单的例子进行说明：

1. 初始化

假设我们有一个初始Virtual DOM树：

const oldVNode = (
  <div>
    <h1>Title</h1>
    <ul>
      <li key="1">Item 1</li>
      <li key="2">Item 2</li>
      <li key="3">Item 3</li>
    </ul>
  </div>
);

React会将其渲染为真实DOM：

<div>
  <h1>Title</h1>
  <ul>
    <li>Item 1</li>
    <li>Item 2</li>
    <li>Item 3</li>
  </ul>
</div>

2. 新的Virtual DOM

假设新的Virtual DOM如下：

const newVNode = (
  <div>
    <h1>New Title</h1>
    <ul>
      <li key="1">Item 1</li>
      <li key="3">Item 3</li>
      <li key="2">Item 2</li>
      <li key="4">Item 4</li>
    </ul>
  </div>
);

3. 比较根节点

React首先比较根节点<div>，类型相同，不做任何操作。

4. 比较子节点

接下来，React比较<div>的子节点<h1>和<ul>：

• 比较<h1>：

  • 旧的：<h1>Title</h1>
  • 新的：<h1>New Title</h1>
  • 类型相同，更新内容：Title -> New Title

• 比较<ul>：

  • React会对比旧的和新的子节点列表：

    旧的子节点列表：

    [
      <li key="1">Item 1</li>,
      <li key="2">Item 2</li>,
      <li key="3">Item 3</li>
    ]
    

    新的子节点列表：

    [
      <li key="1">Item 1</li>,
      <li key="3">Item 3</li>,
      <li key="2">Item 2</li>,
      <li key="4">Item 4</li>
    ]
    

  • 通过key进行比较：

    • key="1"：节点内容相同，不做任何操作。
    • key="2"：节点顺序变化，需要重新排序。
    • key="3"：节点顺序变化，需要重新排序。
    • key="4"：新节点，插入。

5. 应用更新

根据Diff算法的结果，React会对真实DOM进行最小化更新：

1. 更新<h1>内容为New Title。
2. 重新排序<li>节点，使顺序变为Item 1, Item 3, Item 2, Item 4。
3. 插入新节点<li>Item 4</li>。

内部优化

为了提高性能，React的diff算法还进行了一些内部优化：

1. 分片更新：将大的更新任务拆分成小的任务片段，以便在渲染过程中可以插入高优先级任务。
2. 批量更新：在更新过程中，React会将多次状态变更批量处理，以减少重复的渲染。
3. 懒惰计算：只有在需要时才计算Virtual DOM的变化，避免不必要的计算。

总结

React的diff算法通过以下步骤高效地更新UI：

1. 同层比较：只在同一层级进行比较，不跨层级比较。
2. 节点类型比较：相同类型更新属性和子节点，不同类型直接替换。
3. 属性更新：比较新旧属性，只更新变化的部分。
4. 子节点递归比较：递归处理子节点，使用key识别节点变化。
5. 任务分片和批量更新：优化更新过程，提高性能。

通过这些优化策略，React能够在复杂的UI更新中保持高性能和响应能力。理解React的diff算法有助于开发者编写更高效的React应用，避免不必要的性能开销。