深入理解react（源码分析）

原文链接

• 理解ReactElement和ReactClass的概念

  • ReactElement

  • ReactClass

• react渲染过程

• react更新机制

• reactdiff算法

• react的优点与总结

理解ReactElement和ReactClass的概念

首先让我们理解两个概念：

ReactElement

一个描述DOM节点或component实例的字面级对象。它包含一些信息，包括组件类型type和属性props。就像一个描述DOM节点的元素（虚拟节点）。它们可以被创建通过React.createElement方法或jsx写法

分为DOM Element和Component Elements两类：

• DOM Elements

当节点的type属性为字符串时，它代表是普通的节点，如div,span

{
  type: 'button',
  props: {
    className: 'button button-blue',
    children: {
      type: 'b',
      props: {
        children: 'OK!'
      }
    }
  }
}

• Component Elements

当节点的type属性为一个函数或一个类时，它代表自定义的节点

class Button extends React.Component {
  render() {
    const { children, color } = this.props;
    return {
      type: 'button',
      props: {
        className: 'button button-' + color,
        children: {
          type: 'b',
          props: {
            children: children
          }
        }
      }
    };
  }
}

// Component Elements
{
  type: Button,
  props: {
    color: 'blue',
    children: 'OK!'
  }
}

ReactClass

ReactClass是平时我们写的Component组件(类或函数)，例如上面的Button类。ReactClass实例化后调用render方法可返回DOM Element。

react渲染过程

过程理解：

// element是 Component Elements
ReactDOM.render({
  type: Form,
  props: {
    isSubmitted: false,
    buttonText: 'OK!'
  }
}, document.getElementById('root'));

1. 调用React.render方法，将我们的element根虚拟节点渲染到container元素中。element可以是一个字符串文本元素，也可以是如上介绍的ReactElement(分为DOM Elements, Component Elements)。

2. 根据element的类型不同，分别实例化ReactDOMTextComponent, ReactDOMComponent, ReactCompositeComponent类。这些类用来管理ReactElement,负责将不同的ReactElement转化成DOM(mountComponent方法),负责更新DOM(receiveComponent方法，updateComponent方法, 如下会介绍)等。

3. ReactCompositeComponent实例调用mountComponent方法后内部调用render方法，返回了DOM Elements。再对如图的步骤2️⃣递归。

react更新机制

每个类型的元素都要处理好自己的更新：

1. 自定义元素的更新，主要是更新render出的节点，做甩手掌柜交给render出的节点的对应component去管理更新。

2. text节点的更新很简单，直接更新文案。

3. 浏览器基本元素的更新，分为两块：

   1. 先是更新属性，对比出前后属性的不同，局部更新。并且处理特殊属性，比如事件绑定。

   2. 然后是子节点的更新，子节点更新主要是找出差异对象，找差异对象的时候也会使用上面的shouldUpdateReactComponent来判断，如果是可以直接更新的就会递归调用子节点的更新,这样也会递归查找差异对象。不可直接更新的删除之前的对象或添加新的对象。之后根据差异对象操作dom元素（位置变动，删除，添加等）。

第一步：调用this.setState

ReactClass.prototype.setState = function(newState) {
    //this._reactInternalInstance是ReactCompositeComponent的实例
    this._reactInternalInstance.receiveComponent(null, newState);
}

第二步：调用内部receiveComponent方法

这里主要分三种情况，文本元素，基本元素，自定义元素。

自定义元素：

receiveComponent方法源码

// receiveComponent方法
ReactCompositeComponent.prototype.receiveComponent = function(nextElement, transaction, nextContext) {
    var prevElement = this._currentElement;
    var prevContext = this._context;

    this._pendingElement = null;

    this.updateComponent(
      transaction,
      prevElement,
      nextElement,
      prevContext,
      nextContext
    );

}

updateComponent方法源码

// updateComponent方法
ReactCompositeComponent.prototype.updateComponent = function(
    transaction,
    prevParentElement,
    nextParentElement,
    prevUnmaskedContext,
    nextUnmaskedContext
) {
   // 简写.....
   
    // 不是state更新而是props更新
    if (prevParentElement !== nextParentElement) {
      willReceive = true;
    }

    if (willReceive && inst.componentWillReceiveProps) {
        // 调用生命周期componentWillReceiveProps方法
    }
    
    // 是否更新元素
    if (inst.shouldComponentUpdate) {
        // 如果提供shouldComponentUpdate方法
        shouldUpdate = inst.shouldComponentUpdate(nextProps, nextState, nextContext);
    } else {
        if (this._compositeType === CompositeTypes.PureClass) {
          // 如果是PureClass，浅层对比props和state
          shouldUpdate =
            !shallowEqual(prevProps, nextProps) ||
            !shallowEqual(inst.state, nextState);
        }
    }
    
    if (shouldUpdate) {
      // 更新元素
      this._performComponentUpdate(
        nextParentElement,
        nextProps,
        nextState,
        nextContext,
        transaction,
        nextUnmaskedContext
      );
    } else {
      // 不更新元素，但仍然设置props和state
      this._currentElement = nextParentElement;
      this._context = nextUnmaskedContext;
      inst.props = nextProps;
      inst.state = nextState;
      inst.context = nextContext;
    }
       
   // .......

}

内部_performComponentUpdate方法源码

   // 内部_updateRenderedComponentWithNextElement方法
    ReactCompositeComponent.prototype._updateRenderedComponentWithNextElement = function() {
    
    // 判定两个element需不需要更新
    if (shouldUpdateReactComponent(prevRenderedElement, nextRenderedElement)) {
      // 如果需要更新，就继续调用子节点的receiveComponent的方法，传入新的element更新子节点。
      ReactReconciler.receiveComponent(
        prevComponentInstance,
        nextRenderedElement,
        transaction,
        this._processChildContext(context)
      );
    } else {
      // 卸载之前的子节点，安装新的子节点
      var oldHostNode = ReactReconciler.getHostNode(prevComponentInstance);
      ReactReconciler.unmountComponent(
        prevComponentInstance,
        safely,
        false /* skipLifecycle */
      );

      var nodeType = ReactNodeTypes.getType(nextRenderedElement);
      this._renderedNodeType = nodeType;
      var child = this._instantiateReactComponent(
        nextRenderedElement,
        nodeType !== ReactNodeTypes.EMPTY /* shouldHaveDebugID */
      );
      this._renderedComponent = child;

      var nextMarkup = ReactReconciler.mountComponent(
        child,
        transaction,
        this._hostParent,
        this._hostContainerInfo,
        this._processChildContext(context),
        debugID
      );
    
    }

shouldUpdateReactComponent函数源码

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') {
    // 如果先前的ReactElement对象类型是字符串或数字，新的ReactElement对象类型也是字符串或数字，则需要更新，新的ReactElement对象类型是对象，则不应该更新，直接替换。
    return (nextType === 'string' || nextType === 'number');
  } else {
      // 如果先前的ReactElement对象类型是对象，新的ReactElement对象类型也是对象，并且标签类型和key值相同，则需要更新
    return (
      nextType === 'object' &&
      prevElement.type === nextElement.type &&
      prevElement.key === nextElement.key
    );
  }
}

文本元素：

receiveComponent方法源码

 ReactDOMTextComponent.prototype.receiveComponent(nextText, transaction) {
     //跟以前保存的字符串比较
    if (nextText !== this._currentElement) {
      this._currentElement = nextText;
      var nextStringText = '' + nextText;
      if (nextStringText !== this._stringText) {
        this._stringText = nextStringText;
        var commentNodes = this.getHostNode();
        // 替换文本元素
        DOMChildrenOperations.replaceDelimitedText(
          commentNodes[0],
          commentNodes[1],
          nextStringText
        );
      }
    }
  }

基本元素:

receiveComponent方法源码

ReactDOMComponent.prototype.receiveComponent = function(nextElement, transaction, context) {
    var prevElement = this._currentElement;
    this._currentElement = nextElement;
    this.updateComponent(transaction, prevElement, nextElement, context);
}

updateComponent方法源码

ReactDOMComponent.prototype.updateComponent = function(transaction, prevElement, nextElement, context) {
    // 略.....
    //需要单独的更新属性
    this._updateDOMProperties(lastProps, nextProps, transaction, isCustomComponentTag);
    //再更新子节点
    this._updateDOMChildren(
      lastProps,
      nextProps,
      transaction,
      context
    );

    // ......
}

this._updateDOMChildren方法内部调用diff算法，请看下一节........

react Diff算法

diff算法源码

  _updateChildren: function(nextNestedChildrenElements, transaction, context) {
    var prevChildren = this._renderedChildren;
    var removedNodes = {};
    var mountImages = [];
    
    // 获取新的子元素数组
    var nextChildren = this._reconcilerUpdateChildren(
      prevChildren,
      nextNestedChildrenElements,
      mountImages,
      removedNodes,
      transaction,
      context
    );
    
    if (!nextChildren && !prevChildren) {
      return;
    }
    
    var updates = null;
    var name;
    var nextIndex = 0;
    var lastIndex = 0;
    var nextMountIndex = 0;
    var lastPlacedNode = null;

    for (name in nextChildren) {
      if (!nextChildren.hasOwnProperty(name)) {
        continue;
      }
      var prevChild = prevChildren && prevChildren[name];
      var nextChild = nextChildren[name];
      if (prevChild === nextChild) {
          // 同一个引用，说明是使用的同一个component,所以我们需要做移动的操作
          // 移动已有的子节点
          // NOTICE：这里根据nextIndex, lastIndex决定是否移动
        updates = enqueue(
          updates,
          this.moveChild(prevChild, lastPlacedNode, nextIndex, lastIndex)
        );
        
        // 更新lastIndex
        lastIndex = Math.max(prevChild._mountIndex, lastIndex);
        // 更新component的.mountIndex属性
        prevChild._mountIndex = nextIndex;
        
      } else {
        if (prevChild) {
          // 更新lastIndex
          lastIndex = Math.max(prevChild._mountIndex, lastIndex);
        }
        
        // 添加新的子节点在指定的位置上
        updates = enqueue(
          updates,
          this._mountChildAtIndex(
            nextChild,
            mountImages[nextMountIndex],
            lastPlacedNode,
            nextIndex,
            transaction,
            context
          )
        );
        
        
        nextMountIndex++;
      }
      
      // 更新nextIndex
      nextIndex++;
      lastPlacedNode = ReactReconciler.getHostNode(nextChild);
    }
    
    // 移除掉不存在的旧子节点，和旧子节点和新子节点不同的旧子节点
    for (name in removedNodes) {
      if (removedNodes.hasOwnProperty(name)) {
        updates = enqueue(
          updates,
          this._unmountChild(prevChildren[name], removedNodes[name])
        );
      }
    }
  }

react的优点与总结

优点

• 虚拟节点。在UI方面，不需要立刻更新视图，而是生成虚拟DOM后统一渲染。

• 组件机制。各个组件独立管理,层层嵌套，互不影响，react内部实现的渲染功能。

• 差异算法。根据基本元素的key值，判断是否递归更新子节点，还是删除旧节点，添加新节点。

总结

想要更好的利用react的虚拟DOM，diff算法的优势，我们需要正确的优化、组织react页面。例如将一个页面render的ReactElement节点分解成多个组件。在需要优化的组件手动添加 shouldComponentUpdate 来避免不需要的 re-render。